epoll使用

Posted 2020-06-30 pluser

epoll通过下面3个epoll系统调用为用户提供服务。

(1)epoll_create系统调用

epoll_create在C库中的原型如下：

int epoll_create(int size);

epoll_create返回一个句柄，之后epoll的使用都将依靠这个句柄来标识。参数size是告诉epoll所要处理的大致事件数目。不再使用epoll时，必须调用close关闭句柄。

注：size参数只是告诉内核这个epoll对象会处理的事件大致数目，而不是能够处理的事件的最大个数。在Linux最新的一些内核版本的实现中，这个size参数没有任何意义。

(2)epoll_ctl系统调用

epoll_ctl在C库中的原型如下：

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);

epoll_ctl向epoll对象中添加、修改或者删除感兴趣的事件，返回0表示成功，否则返回-1，此时需要根据errno错误码判断错误类型。epoll_wait方法返回的事件必然是通过epoll_ctl添加到epoll中的。

参数epfd是epoll_create返回的句柄，而op参数的意义见表：

op的取值	意义
EPOLL_CTL_ADD	添加新的事件到epoll中
EPOLL_CTL_MOD	修改epoll中的事件
EPOLL_CTL_DEL	删除epoll中的事件

 

第3个参数fd是待监测的连接套接字，第4个参数是在告诉epoll对什么样的事件感兴趣，它使用了epoll_event结构体，如下是epoll_event的定义：

struct epoll_event {

　　__uint32_t events;

　　epoll_data_t data;

};

events的取值如下：

events取值	意义
EPOLLIN	表示对应的连接上有数据可读(TCP连接的远端主动关闭连接，也相当于可读事件，因为需要处理发送来的FIN包)
EPOLLOUT	表示对应的连接上可写入数据发送(主动向上游服务器发起非阻塞的TCP连接，连接建立成功的事件相当于可写事件)
EPOLLRDHUP	表示TCP连接的远端关闭或半关闭连接
EPOLLPRI	表示对应的连接上有紧急的数据需要读取
EPOLLERR	表示对应的连接发生错误
EPOLLHUP	表示对应的连接被挂起
EPOLLET	表示将触发方式设置为边缘触发ET，系统默认为水平触发LT
EPOLLONESHOT	表示对这个事件智处理一次，下次需要处理时需重新加入epoll

 

而data成员是一个epoll_data联合，其定义如下：

typedef union epoll_data {

　　void *ptr;

　　int fd;

　　uint32_t u32;

　　uint64_t u64;

}epoll_data_t;

可见，这个data成员还与具体的使用方式有关。

(3) eplll_wait系统调用

epoll_wait在C库中的原型如下：

int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);

收集在epoll监控的事件中已经发生的事件，如果epoll中没有任何一个事件发生，则最多等待timeout毫秒后返回。epoll_wait的返回值表示当前发生的事件个数，如果返回0，则表示本次调用中没有事件发生，如果返回-1，则表示出现错误，需要检查errno错误码判断错误类型。

第1个参数epfd是epoll的描述符。

第2个参数events则是分配好的epoll_event结构体数组，epoll将会把发生的事件复制到events数组中(events不可以是空指针，内核只负责把数据复制到这个events数组中，不会去帮我们在用户态中分配内存。内核这种做法效率很高)。

第3个参数maxevents表示本次可以返回的最大事件数目，通常maxevents参数与预分配的events数组的大小是相等的。

第4个参数timeout表示在没有检测到事件发生时最多等待事件，单位毫秒，如果timeout为0，则表示epoll_wait在rdllist为空时，立刻返回，不会等待。

epoll有两种工作模式：LT（水平触发）模式和ET（边缘触发）模式。默认情况下epoll采用LT模式工作，这时可以处理阻塞和非阻塞套接字，上表中EPOLLET表示可以将一个事件改为ET模式。ET模式的效率比LT模式的效率高，它只支持非阻塞套接字。ET模式与LT模式的区别在于：

当一个新的事件到来时，ET模式下当然可以从epoll_wait调用中获取到这个事件，可是如果这次如果没有把这个事件对应的套接字缓冲区处理完，在这个套接字没有新的事件再次到来时，在ET模式下是无法再次从epoll_wait调用中获取这个事件的；

而LT模式则相反，只要一个事件对应的套接字缓冲区还有数据，就总能从epoll_wait中获取这个事件。

因此在LT模式下开发基于epoll的应用要简单一些，不太容易出错，而在ET模式下事件发生时，如果没有彻底地将缓冲区数据处理完，则会导致缓冲区中的用户请求得不到响应。

默认情况下nginx是通过ET模式使用epoll的。