epoll/select/poll笔记
基本函数介绍
1.epoll_create函数
#include <sys/epoll.h>
int epoll_creator(int size)
创建一个指示epoll内核事件表的文件描述符，该描述符将用作其他epoll系统调用的第一个参数，size不起作用
2.epoll_ctl函数
#include <sys/epoll.h>
int epoll_ctl(int epfd,int op,int fd,struct epoll_event* event)
（注册到内核事件中去）
该函数用于操作内核事件表监控的文件描述符上的事件：注册、修改、删除
- epfd：为epoll_creator的句柄
- op:表示动作，用3个宏来表示
- EPOLL_CTL_ADD (注册新的fd到epfd)，
- EPOLL_CTL_MOD (修改已经注册的fd的监听事件)，
- EPOLL_CTL_DEL (从epfd删除一个fd)；
- fd:是注册的事件的文件描述符,比如一个监听套接字。
- event：告诉内核需要监听的事件,注册的事件类型,并且可以在这个结构体里设置用户需要的数据
typedef union epoll_data {
void *ptr;
int fd;
uint32_t u32;
uint64_t u64;
} epoll_data_t;
struct epoll_event {
__uint32_t events; /* Epoll events */
epoll_data_t data; /* User data variable */
};
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EPOLLIN：表示对应的文件描述符可以读（包括对端SOCKET正常关闭）
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EPOLLOUT：表示对应的文件描述符可以写
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EPOLLPRI：表示对应的文件描述符有紧急的数据可读（这里应该表示有带外数据到来）
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EPOLLERR：表示对应的文件描述符发生错误
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EPOLLHUP：表示对应的文件描述符被挂断；
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EPOLLET：将EPOLL设为边缘触发(Edge Triggered)模式，这是相对于水平触发(Level Triggered)而言的
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EPOLLONESHOT：只监听一次事件，当监听完这次事件之后，如果还需要继续监听这个socket的话，需要再次把这个socket加入到EPOLL队列里
3.epoll_wait函数
#include <sys/epoll.h>
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout)
返回0表示超时时间到；若出错返回-1；成功返回一个大于0的数
该函数用于等待所监控文件描述符上有事件的产生，返回就绪的文件描述符个数
- 第一个参数是epoll实例描述字，也就是epoll的句柄
- 第二个参数返回给用户空间需要处理的 I/O 事件（也就是就绪的）,这是一个数组,数组的大小由epoll_wait 的返回值决定,这个数组的每个元素都是一个需要待处理的 I/O 事件
- 第三个参数是一个整数，表明可以返回的最大就绪事件数
- 第四个参数是 epoll_wait 阻塞调用的超时值,如果这个值设置为 -1,表示不超时;如果设置为 0 则立即返回,即使没有任何 I/O 事件发生。
select/poll/epoll
- 调用函数
- select和poll都是一个函数，epoll是一组函数
#include <sys/select.h>
int select (int maxfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
#include <poll.h>
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout)
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文件描述符数量
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select通过线性表描述文件描述符集合，文件描述符有上限，一般是1024，但可以修改源码，重新编译内核，不推荐
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poll是链表描述，突破了文件描述符上限，最大可以打开文件的数目
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epoll通过红黑树描述，最大可以打开文件的数目，可以通过命令ulimit -n number修改，仅对当前终端有效
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将文件描述符从用户传给内核
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select和poll通过将所有文件描述符拷贝到内核态，每次调用都需要拷贝
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epoll通过epoll_create建立一棵红黑树，通过epoll_ctl将要监听的文件描述符注册到红黑树上
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内核判断就绪的文件描述符
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select和poll通过遍历文件描述符集合，判断哪个文件描述符上有事件发生
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epoll_create时，内核除了帮我们在epoll文件系统里建了个红黑树用于存储以后epoll_ctl传来的fd外，还会再建立一个list链表，用于存储准备就绪的事件，当epoll_wait调用时，仅仅观察这个list链表里有没有数据即可。
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epoll是根据每个fd上面的回调函数(中断函数)判断，只有发生了事件的socket才会主动的去调用 callback函数，其他空闲状态socket则不会，若是就绪事件，插入list
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应用程序索引就绪文件描述符
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select/poll只返回发生了事件的文件描述符的个数，若知道是哪个发生了事件，同样需要遍历o(n)
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epoll返回的发生了事件的个数和结构体数组，结构体包含socket的信息，因此直接处理返回的数组即可o(1)
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工作模式
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select和poll都只能工作在相对低效的LT模式下
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epoll则可以工作在ET高效模式，并且epoll还支持EPOLLONESHOT事件，该事件能进一步减少可读、可写和异常事件被触发的次数。
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应用场景
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当所有的fd都是活跃连接，使用epoll，需要建立文件系统，红黑树和链表对于此来说，效率反而不高，不如select和poll
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当监测的fd数目较小，且各个fd都比较活跃，建议使用select或者poll
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当监测的fd数目非常大，成千上万，且单位时间只有其中的一部分fd处于就绪状态，这个时候使用epoll能够明显提升性能
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ET、LT、EPOLLONESHOT
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LT水平触发模式
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epoll_wait检测到文件描述符有事件发生，则将其通知给应用程序，应用程序可以不立即处理该事件。
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当下一次调用epoll_wait时，epoll_wait还会再次向应用程序报告此事件，直至被处理
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ET边缘触发模式
- epoll_wait检测到文件描述符有事件发生，则将其通知给应用程序，应用程序必须立即处理该事件
- 必须要一次性将数据读取完，使用非阻塞I/O，读取到出现eagain
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EPOLLONESHOT(暂时不了解)
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一个线程读取某个socket上的数据后开始处理数据，在处理过程中该socket上又有新数据可读，此时另一个线程被唤醒读取，此时出现两个线程处理同一个socket
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我们期望的是一个socket连接在任一时刻都只被一个线程处理，通过epoll_ctl对该文件描述符注册epolloneshot事件，一个线程处理socket时，其他线程将无法处理，当该线程处理完后，需要通过epoll_ctl重置epolloneshot事件
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