Linux高并发机制——epoll模型

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Linux高并发机制——epoll模型相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

epoll是一个特别重要的概念,常常用于处理服务端的并发问题。当服务端的在线人数越来越多,会导致系统资源吃紧,I/O效率越来越慢,这时候就应该考虑epoll了。epoll是Linux内核为处理大批句柄而作改进的poll,是Linux特有的I/O函数。其特点如下:

    1.epoll是Linux下多路复用IO接口select/poll的增强版本。其实现和使用方式与select/poll有很多不同,epoll通过一组函数来完成有关任务,而不是一个函数。

    2.epoll之所以高效,是因为epoll将用户关心的文件描述符放到内核里的一个事件表中,而不是像select/poll每次调用都需要重复传入文件描述符集或事件集。比如当一个事件发生(比如说读事件),epoll无须遍历整个被侦听的描述符集,只要遍历那些被内核IO事件异步唤醒而加入就绪队列的描述符集合就行了。

    3.epoll有两种工作方式,LT(level triggered):水平触发和ET(edge-triggered):边沿触发。LT是select/poll使用的触发方式,比较低效;而ET是epoll的高速工作方式。

    通俗理解就是,比如说有一堆女孩,有的很漂亮,有的很凤姐。现在你想找漂亮的女孩聊天,LT就是你需要把这一堆女孩全都看一遍,才可以找到其中的漂亮的(就绪事件);而ET是你的小弟(内核)将N个漂亮的女孩编号告诉你,你直接去看就好,所以epoll很高效。另外,还记得我的上一篇文章中小明找女神聊天的例子吗?采用非阻塞方式,小明还需要每隔十分钟回来看一下(select);如果小明有小弟(内核)帮他守在大门口,女神回来了,小弟会主动打电话,告诉小明女神回来了,快来处理吧!这就是epoll。

    epoll共有三个函数,如下:

   

  1. 1、int epoll_create(int size)  
  2.   // 创建一个epoll句柄,参数size用来告诉内核监听的数目,size为epoll所支持的最大句柄数  


  1. 2、int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)  
  2.    /*函数功能: epoll事件注册函数 
  3.   参数epfd为epoll的句柄,即epoll_create返回值 
  4.   参数op表示动作,用3个宏来表示:   
  5.     EPOLL_CTL_ADD(注册新的fd到epfd),  
  6.      EPOLL_CTL_MOD(修改已经注册的fd的监听事件), 
  7.     EPOLL_CTL_DEL(从epfd删除一个fd); 
  8.     其中参数fd为需要监听的标示符; 
  9.   参数event告诉内核需要监听的事件,event的结构如下:*/  
  10.     struct epoll_event {  
  11.       __uint32_t events; //Epoll events  
  12.       epoll_data_t data; //User data variable  
  13.     };  
  1. 3、 int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout)  
  2. //等待事件的产生,函数返回需要处理的事件数目(该数目是就绪事件的数目,就是前面所说漂亮女孩的个数N)  


因此,服务端epoll的时候,步骤如下:

    1.调用epoll_create函数在Linux内核中创建一个事件表;

    2.然后将文件描述符(监听套接字)添加到所创建的事件表中;

    3.在主循环中,调用epoll_wait等待返回就绪的文件描述符集合;

    4.分别处理就绪的事件集合

下面介绍下如何将一个socket添加到内核事件表中,如下:

   

    1. //将文件描述符fd添加到epollfd标示的内核事件表中, 并注册EPOLLIN和EPOOLET事件,EPOLLIN是数据可读事件;EPOOLET表明是ET工作方式。最后将文件描述符设置非阻塞方式  
    2. /** 
    3.   * @param epollfd: epoll句柄 
    4.   * @param fd: 文件描述符 
    5.   * @param enable_et : enable_et = true,  
    6.      采用epoll的ET工作方式;否则采用LT工作方式 
    7. **/  
    8. void addfd( int epollfd, int fd, bool enable_et )  
    9. {  
    10.     struct epoll_event ev;  
    11.     ev.data.fd = fd;  
    12.     ev.events = EPOLLIN;  
    13.     if( enable_et )  
    14.         ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;  
    15.     epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev);  
    16.     setnonblocking(fd);  
    17.     printf("fd added to epoll!\n\n");  

以上是关于Linux高并发机制——epoll模型的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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