在網(wǎng)絡(luò)編程中通常需要處理很多個(gè)連接，可以用select和poll來處理多個(gè)連接。但是select都受進(jìn)程能打開的最大文件描述符個(gè)數(shù)的限制。并且select和poll效率會(huì)隨著監(jiān)聽fd的數(shù)目增多而下降。

解決方法就是用epoll

1.epoll
是Linux內(nèi)核為處理大批量文件描述符而做了改進(jìn)的poll，是Linux下多路復(fù)用IO接口select/poll的增強(qiáng)版本。

2.epoll、select、poll的區(qū)別：
1）相比于select和poll，epoll最大的好處在于不會(huì)隨著監(jiān)聽fd數(shù)目的增加而降低效率
2）內(nèi)核中的select與poll的實(shí)現(xiàn)是采用輪詢來處理的，輪詢數(shù)目越多耗時(shí)就越多
3）epoll的實(shí)現(xiàn)是基于回調(diào)的，如果fd有期望的事件發(fā)生就會(huì)通過回調(diào)函數(shù)將其加入epoll就緒隊(duì)列中。也就是說它只關(guān)心“活躍”的fd，與fd數(shù)目無關(guān)。
4）內(nèi)核空間用戶空間數(shù)據(jù)拷貝問題，如何讓內(nèi)核把fd消息通知給用戶空間？select和poll采取了內(nèi)存拷貝的方法，而epoll采用的是共享內(nèi)存的方式。速度快
5）epoll不僅會(huì)告訴應(yīng)用程序有I/o事件的到來，還會(huì)告訴應(yīng)用程序相關(guān)的信息，這寫信息是應(yīng)用程序填充的，因此根據(jù)這寫信息應(yīng)用程序就能直接定位到事件，而不必遍歷整個(gè)fd集合。
6）poll和select受進(jìn)程能打開的最大文件描述符的限制。select還受FD_SETSIZE的限制。但是epoll的限制的最大可以打開文件的數(shù)目（cat /proc/sys/fs/file-max進(jìn)行查看）。

3.epoll的工作模式
有下面兩種工作模式，默認(rèn)是水平觸發(fā)。
EPOLLLT：水平觸發(fā)（Level Triggered），事件沒有處理完也會(huì)觸發(fā)。完全靠kernel epoll驅(qū)動(dòng)，應(yīng)用程序只需要處理從epoll_wait返回的fds。這些fds我們認(rèn)為他們處于就緒狀態(tài)。
LT模式支持阻塞fd和非阻塞fd。

EPOLLET：邊沿觸發(fā)（Edge Triggered）。只有空閑->就緒才會(huì)觸發(fā)。應(yīng)用程序需要維護(hù)一個(gè)就緒隊(duì)列。
此模式下，系統(tǒng)僅僅通知應(yīng)用程序哪些fds變成了就緒狀態(tài)，一旦fd變成了就緒狀態(tài)，epoll將不再關(guān)注這個(gè)fd的任何狀態(tài)信息（從epoll隊(duì)列移除）。
直到應(yīng)用程序通過讀寫操作觸發(fā)EAGAIN狀態(tài)，epoll認(rèn)為這個(gè)fd又變成空閑狀態(tài)，那么epoll又重新關(guān)注這個(gè)fd的狀態(tài)變化（重新加入epoll隊(duì)列中）。
隨著epoll_wait的返回，隊(duì)列中的fds是減少的，所以在大并發(fā)的系統(tǒng)中，EPOLLET更有優(yōu)勢(shì)。但是對(duì)程序員的要求也更高。
ET模式只支持non-block socket，以避免由于一個(gè)文件句柄的阻塞讀/阻塞寫把處理多個(gè)文件描述符的任務(wù)餓死。

4.如何使用

主要是下面幾個(gè)函數(shù)和結(jié)構(gòu)體。

　　?#include <sys/epoll.h>
?????? int epoll_create(int size);
?????? int epoll_create1(int flags);
?????? int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
?????? int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events,int maxevents, int timeout);
?????? The struct epoll_event is defined as :
?????????? 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 */
?????????? };

1）int epoll_create(int size);
創(chuàng)建一個(gè)epoll的句柄，
size：告訴內(nèi)核這個(gè)句柄可以監(jiān)聽的數(shù)目一共多大。
注意這里返回一個(gè)句柄，也是一個(gè)文件描述符，后面還是要關(guān)閉的。

2）int epoll_create1(int flags);
上面那個(gè)的加強(qiáng)版，flags可以是EPOLL_CLOEXEC，表示具有執(zhí)行后關(guān)閉的特性

EPOLL_CLOEXEC
??????????????Set the close-on-exec (FD_CLOEXEC) flag on the new file descrip‐
??????????????tor.??See the description of the O_CLOEXEC flag in??open(2)??for
??????????????reasons why this may be useful

?

3）?int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
注冊(cè)函數(shù)，用來對(duì)創(chuàng)建的epollfd進(jìn)行操作的。
epfd：create出來的fd
op：執(zhí)行的動(dòng)作，由3個(gè)宏來表示
　　EPOLL_CTL_ADD：注冊(cè)新的fd到epfd中；
　　EPOLL_CTL_MOD：修改已經(jīng)注冊(cè)的fd的監(jiān)聽事件；
　　EPOLL_CTL_DEL：從epfd中刪除一個(gè)fd；
fd：要監(jiān)聽的fd
event：表示需要監(jiān)聽的事件
結(jié)構(gòu)見上面。
events可以是以下幾個(gè)宏的集合：
EPOLLIN ：表示對(duì)應(yīng)的文件描述符可以讀（包括對(duì)端SOCKET正常關(guān)閉）；
EPOLLOUT：表示對(duì)應(yīng)的文件描述符可以寫；
EPOLLPRI：表示對(duì)應(yīng)的文件描述符有緊急的數(shù)據(jù)可讀（這里應(yīng)該表示有帶外數(shù)據(jù)到來）；
EPOLLERR：表示對(duì)應(yīng)的文件描述符發(fā)生錯(cuò)誤；
EPOLLHUP：表示對(duì)應(yīng)的文件描述符被掛斷；
EPOLLET： 將EPOLL設(shè)為邊緣觸發(fā)(Edge Triggered)模式，這是相對(duì)于水平觸發(fā)(Level Triggered)來說的。
EPOLLONESHOT：只監(jiān)聽一次事件，當(dāng)監(jiān)聽完這次事件之后，如果還需要繼續(xù)監(jiān)聽這個(gè)socket的話，需要再次把這個(gè)socket加入到EPOLL隊(duì)列里

4）??int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events,int maxevents, int timeout);
用來等待事件的產(chǎn)生
epfd：create出來的epollfd
events：從內(nèi)核得到事件的集合。一般的一個(gè)數(shù)組
maxevents：用來告訴內(nèi)核events有多大，不能大于epoll_create()時(shí)的size。
timeout是超時(shí)時(shí)間：單位的毫秒，為0表示立即返回，-1表示阻塞。
返回：0表示超時(shí)，>0表示需要處理的事件數(shù)目。<0表示出錯(cuò)

5.實(shí)例：
server端是一個(gè)回射服務(wù)器：

#include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<sys/select.h> #include<netinet/in.h> #include<arpa/inet.h> #include<poll.h> #include<stdlib.h> #include<stdio.h> #include<string.h> #include<errno.h> #include<unistd.h> #include <fcntl.h> #include<sys/epoll.h> #include<vector> #include<algorithm> // #include"comm.h" void setfdisblock(int fd, bool isblock) {int flags = fcntl(fd, F_GETFL);if(flags < 0)return;if(isblock) // 阻塞 {flags &= ~O_NONBLOCK;}else // 非阻塞 {flags |= O_NONBLOCK;} if(fcntl(fd, F_SETFL, flags)<0)perror("fcntl set"); } typedef std::vector<struct epoll_event> EventList; #define CLIENTCOUNT 2048 #define MAX_EVENTS 2048 int main(int argc, char **argv) {int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if(listenfd < 0){perror("socket");return -1;}unsigned short sport = 8080;if(argc == 2){sport = atoi(argv[1]);}struct sockaddr_in addr;addr.sin_family = AF_INET;printf("port = %d\n", sport);addr.sin_port = htons(sport);addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");if(bind(listenfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) < 0){perror("bind");return -2;}if(listen(listenfd, 20) < 0){perror("listen");return -3;}struct sockaddr_in connaddr;socklen_t len = sizeof(connaddr);int i = 0, ret = 0;std::vector<int> clients; // 客戶端存儲(chǔ)的迭代器int epollfd = epoll_create1(EPOLL_CLOEXEC);//int epollfd = epoll_create(MAX_EVENTS);// 設(shè)置連接數(shù)struct epoll_event event;event.events = EPOLLIN|EPOLLET;event.data.fd = listenfd;if(epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, listenfd, &event) < 0){perror("epoll_ctl");return -2;}EventList events(16);int count = 0;int nready = 0;char buf[1024] = {0};int conn = 0;while(1){nready = epoll_wait(epollfd, &*events.begin(), static_cast<int>(events.size()), -1);if(nready == -1){perror("epoll_wait");return -3;}if(nready == 0) // 肯定不會(huì)走到這里，因?yàn)樯厦鏇]設(shè)置超時(shí)時(shí)間 {continue;}if((size_t)nready == events.size()) // 對(duì)clients進(jìn)行擴(kuò)容events.resize(events.size() * 2);for(i = 0; i < nready; i++){if(events[i].data.fd == listenfd){conn = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&connaddr, &len);if(conn < 0){perror("accept");return -4;}char strip[64] = {0};char *ip = inet_ntoa(connaddr.sin_addr);strcpy(strip, ip);printf("client connect, conn:%d,ip:%s, port:%d, count:%d\n", conn, strip,ntohs(connaddr.sin_port), ++count);clients.push_back(conn);// 設(shè)為非阻塞setfdisblock(conn, false);// add fd in eventsevent.data.fd = conn;// 這樣在epoll_wait返回時(shí)就可以直接用了event.events = EPOLLIN|EPOLLET;epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, conn, &event);}else if(events[i].events & EPOLLIN){conn = events[i].data.fd;if(conn < 0)continue;ret = read(conn, buf, sizeof(buf));if(ret == -1){perror("read");return -5;}else if(ret == 0){printf("client close remove:%d, count:%d\n", conn, --count);close(conn);event = events[i];epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_DEL, conn, &event);clients.erase(std::remove(clients.begin(), clients.end(), conn), clients.end());}write(conn, buf, sizeof(buf));memset(buf, 0, sizeof(buf));}} }close(listenfd);return 0; }

client：連接服務(wù)器，通過終端發(fā)送數(shù)據(jù)給server，并接收server發(fā)來的數(shù)據(jù)。

#include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<netinet/in.h> #include<arpa/inet.h> #include<sys/select.h> #include<stdlib.h> #include<stdio.h> #include<string.h> void select_test(int conn) {int ret = 0;fd_set rset;FD_ZERO(&rset);int nready;int maxfd = conn;int fd_stdin = fileno(stdin);if(fd_stdin > maxfd){maxfd = fd_stdin;}int len = 0;char readbuf[1024] = {0};char writebuf[1024] = {0};while(1){FD_ZERO(&rset);FD_SET(fd_stdin, &rset);FD_SET(conn, &rset);nready = select(maxfd+1, &rset, NULL, NULL, NULL);if(nready == -1){perror("select");exit(0);}else if(nready == 0){continue; }if(FD_ISSET(conn, &rset)){ret = read(conn, readbuf, sizeof(readbuf));if(ret == 0){printf("server close1\n");break;}else if(-1 == ret){perror("read1");break;} fputs(readbuf, stdout);memset(readbuf, 0, sizeof(readbuf));} if(FD_ISSET(fd_stdin, &rset)){ read(fd_stdin, writebuf, sizeof(writebuf)); len = strlen(writebuf);ret = write(conn, writebuf, len);if(ret == 0){printf("server close3\n");break;}else if(-1 == ret){perror("write");break;}memset(writebuf, 0, sizeof(writebuf)); }} } int sockfd = 0; int main(int argc, char **argv) {sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if(sockfd < 0){perror("socket");return -1;}unsigned short sport = 8080;if(argc == 2){sport = atoi(argv[1]);}struct sockaddr_in addr;addr.sin_family = AF_INET;printf("port = %d\n", sport);addr.sin_port = htons(sport);addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");if(connect(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) < 0){perror("connect");return -2;}struct sockaddr_in addr2;socklen_t len = sizeof(addr2);if(getpeername(sockfd, (struct sockaddr*)&addr2, &len) < 0){perror("getsockname");return -3;}printf("Server: port:%d, ip:%s\n", ntohs(addr2.sin_port), inet_ntoa(addr2.sin_addr));select_test(sockfd);close(sockfd);return 0; }

還可以進(jìn)行暴力連接測(cè)試。可以參考：?http://www.cnblogs.com/xcywt/p/8120166.html 這個(gè)例子的客戶端就是暴力連接測(cè)試的。
測(cè)試結(jié)果可以和select實(shí)現(xiàn)的server進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在虛擬機(jī)上epollserver好像沒有快多少（我也暫時(shí)沒找到原因）。
但是在服務(wù)器上，還是有很快的，效率提升了很多。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的epoll的使用实例的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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