epoll原理简析

一、epoll在linux环境下的一种IO多路复用技术,可以非常高效的处理数以百万计的socket句柄,比起以前的select和poll效率高(当然,如果socket连接数不多,并且大多都是“活跃”的,epoll相对于select也就没有什么优势了)

二、原理解析:

int epoll_create(int size);
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);

首先要调用epoll_create建立一个epoll对象。参数size是内核保证能够正确处理的最大句柄数,多于这个最大数时内核可不保证效果。

使用方法:首先要调用epoll_create建立一个epoll对象。参数size是内核保证能够正确处理的最大句柄数,多于这个最大数时内核可不保证效果。

epoll_ctl可以操作上面建立的epoll,例如,将刚建立的socket加入到epoll中让其监控,或者把 epoll正在监控的某个socket句柄移出epoll,不再监控它等等。

epoll_wait在调用时,在给定的timeout时间内,当在监控的所有句柄中有事件发生时,就返回用户态的进程。

详细步骤:

1)当调用调用epoll_create建立一个epoll对象时,会在内核态内存中创建2个数据结构,一棵红黑树和一个链表。红黑树用户管理socket连接,链表用于管理准备就绪事件

2)当调用epoll_ctl添加需要监听的socket时,检查在红黑树中是否存在,存在立即返回,不存在则添加到树干上,然后向内核注册回调函数,告诉内核,如果这个句柄的中断到了,就把它放到准备就绪链表里。所以,当一个socket上有数据到了,内核在把网卡上的数据copy到内核中后就把socket插入到准备就绪链表里了。

3)当调用epoll_wait的时候,返回准备就绪链表里的数据进行相应的处理。

三、简单说说epoll的优点:

1.使用简单:只有4个api函数:epoll_create()  epoll_ctl()  epoll_wait()个close()

2.支持大规模的socket连接:由于一个socket连接在epoll中是用一个FD(文件描述符)来表示的,所以epoll能支持最大并发连接的数量与linux能打开最大文件数量有关(或者说与内存有关)

3.高效的内存使用策略:

1).当epoll创建的时候,也就是调用epoll_create()
 的函数后,会在内核中开辟一定内存空间(和epoll_create()中参数有关),当调用epoll_ctl() 添加所要监控的socket后,保存事先在开辟的空间中的,当对socket系统调用的时候,就不会用拷贝到内核态了(因为已经就是)。

2)epoll中用一个链表管理准备就绪事件,所以处理准备就绪事件,只用在观察该链表就可以了,并且当大规模socket连接时,其实只有小规模的连接处于就绪状态,所以一次只用拷贝少量的句柄到用户态。

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时间: 2024-07-30 11:02:12

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