關于并發(fā)服務器中的I/O復用實現(xiàn)方式，前面我們講過select的方式，但select的性能比較低，并不適合以Web服務器端開發(fā)為主流的現(xiàn)代開發(fā)環(huán)境。因此就有了Linux下的epoll，BSD的kqueue，Solaris的/dev/poll和Windows的IOCP等復用技術。本章就來講講Linux下的epoll技術。

epoll理解及應用

基于select的I/O復用技術速度慢的原因：

1，調用select函數(shù)后常見的針對所有文件描述符的循環(huán)語句。它每次事件發(fā)生需要遍歷所有文件描述符，找出發(fā)生變化的文件描述符。(以前寫的示例沒加循環(huán))

2，每次調用select函數(shù)時都需要向該函數(shù)傳遞監(jiān)視對象信息。即每次調用select函數(shù)時向操作系統(tǒng)傳遞監(jiān)視對象信息，至于為什么要傳?是因為我們監(jiān)視的套接字變化的函數(shù)，而套接字是操作系統(tǒng)管理的。(這個才是最耗效率的)

注釋：基于這樣的原因并不是說select就沒用了，在這樣的情況下就適合選用select：1，服務端接入者少 2，程序應具有兼容性。

epoll是怎么優(yōu)化select問題的：

1，每次發(fā)生事件它不需要循環(huán)遍歷所有文件描述符，它把發(fā)生變化的文件描述符單獨集中到了一起。

2，僅向操作系統(tǒng)傳遞1次監(jiān)視對象信息，監(jiān)視范圍或內容發(fā)生變化時只通知發(fā)生變化的事項。

實現(xiàn)epoll時必要的函數(shù)和結構體

函數(shù)： 
 
epoll_create：創(chuàng)建保存epoll文件描述符的空間，該函數(shù)也會返回文件描述符，所以終止時，也要調用close函數(shù)。(創(chuàng)建內存空間) 
 
epoll_ctl：向空間注冊，添加或修改文件描述符。(注冊監(jiān)聽事件) 
 
epoll_wait：與select函數(shù)類似，等待文件描述符發(fā)生變化。(監(jiān)聽事件回調) 
 
結構體： 
 
struct epoll_event  
  
{  
  
__uint32_t events;  
  
epoll_data_t data;  
  
}  
  
typedef union epoll_data  
  
{  
  
void *ptr;  
  
int fd;  
  
__uinit32_t u32;  
  
__uint64_t u64;  
  
} epoll_data_t;  

基于epoll的回聲服務器端

// 
 
// main.cpp 
 
// hello_server 
 
// 
 
// Created by app05 on 15-10-19. 
 
// Copyright (c) 2015年 app05. All rights reserved. 
 
// 
 
#include 
 
#include 
 
#include 
 
#include 
 
#include 
 
#include 
 
#include 
 
#define BUF_SIZE 100 
 
#define EPOLL_SIZE 50 
 
void error_handling(char *buf); 
 
int main(int argc, const char * argv[]) { 
 
int serv_sock, clnt_sock; 
 
struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr; 
 
socklen_t adr_sz; 
 
int str_len, i; 
 
char buf[BUF_SIZE]; 
 
//類似select的fd_set變量查看監(jiān)視對象的狀態(tài)變化，epoll_event結構體將發(fā)生變化的文件描述符單獨集中到一起 
 
struct epoll_event *ep_events; 
 
struct epoll_event event; 
 
int epfd, event_cnt; 
 
if(argc != 2) 
 
{ 
 
printf("Usage: %s \n", argv[0]); 
 
exit(1); 
 
} 
 
serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0); 
 
if(serv_sock == -1) 
 
error_handling("socket() error"); 
 
memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr)); 
 
serv_adr.sin_family = AF_INET; 
 
serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); 
 
serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[1])); 
 
if(bind(serv_sock, (struct sockaddr *) &serv_adr, sizeof(serv_adr)) == -1) 
 
error_handling("bind() error"); 
 
if(listen(serv_sock, 5) == -1) 
 
error_handling("listen() error"); 
 
//創(chuàng)建文件描述符的保存空間稱為“epoll例程” 
 
epfd = epoll_create(EPOLL_SIZE); 
 
ep_events = malloc(sizeof(struct epoll_event) *EPOLL_SIZE); 
 
//添加讀取事件的監(jiān)視(注冊事件) 
 
event.events = EPOLLIN; //讀取數(shù)據(jù)事件 
 
event.data.fd = serv_sock; 
 
epoll_ctl(epdf, EPOLL_CTL_ADD, serv_sock, &event); 
 
while (1) 
 
{ 
 
//響應事件，返回發(fā)生事件的文件描述符數(shù) 
 
event_cnt = epoll_wait(epfd, ep_events, EPOLL_SIZE, -1); //傳-1時，一直等待直到事件發(fā)生 
 
if(event_cnt == -1) 
 
{ 
 
puts("epoll_wait() error"); 
 
break; 
 
} 
 
//服務端套接字和客服端套接字 
 
for (i = 0; i < event_cnt; i++) { 
 
if(ep_events[i].data.fd == serv_sock)//服務端與客服端建立連接 
 
{ 
 
adr_sz = sizeof(clnt_adr); 
 
clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr *)&clnt_adr, &adr_sz); 
 
event.events = EPOLLIN; 
 
event.data.fd = clnt_sock; 
 
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, clnt_sock, &event); 
 
printf("connected client: %d \n", clnt_sock); 
 
} 
 
else //連接之后傳遞數(shù)據(jù) 
 
{ 
 
str_len = read(ep_events[i].data.fd, buf, BUF_SIZE); 
 
if(str_len == 0) 
 
{ 
 
//刪除事件 
 
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, ep_events[i].data.fd, NULL); 
 
close(ep_events[i].data.fd); 
 
printf("closed client: %d \n", ep_events[i].data.fd); 
 
} 
 
else 
 
{ 
 
write(ep_events[i].data.fd, buf, str_len); 
 
} 
 
} 
 
} 
 
} 
 
close(serv_sock); 
 
close(epfd); 
 
return 0; 
 
} 
 
void error_handling(char *message) 
 
{ 
 
fputs(message, stderr); 
 
fputc('\n', stderr); 
 
exit(1); 
 
}

條件觸發(fā)和邊緣觸發(fā)

什么是條件觸發(fā)和邊緣觸發(fā)?它們是指事件響應的方式，epoll默認是條件觸發(fā)的方式。條件觸發(fā)是指：只要輸入緩沖中有數(shù)據(jù)就會一直通知該事件，循環(huán)響應epoll_wait。而邊緣觸發(fā)是指：輸入緩沖收到數(shù)據(jù)時僅注冊1次該事件，即使輸入緩沖中還留有數(shù)據(jù)，也不會再進行注冊，只響應一次。

邊緣觸發(fā)相對條件觸發(fā)的優(yōu)點：可以分離接收數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)的時間點，從實現(xiàn)模型的角度看，邊緣觸發(fā)更有可能帶來高性能。

將上面epoll實例改為邊緣觸發(fā)：

1，首先改寫 event.events = EPOLLIN | EPOLLET; (EPOLLIN:讀取數(shù)據(jù)事件 EPOLLET:邊緣觸發(fā)方式)

2，邊緣觸發(fā)只響應一次接收數(shù)據(jù)事件，所以要一次性全部讀取輸入緩沖中的數(shù)據(jù)，那么就需要判斷什么時候數(shù)據(jù)讀取完了?Linux聲明了一個全局的變量：int errno; (error.h中)，它能記錄發(fā)生錯誤時提供額外的信息。這里就可以用它來判斷是否讀取完數(shù)據(jù)：

str_len = read(...); 
 
if(str_len < 0) 
 
{ 
 
if(errno == EAGAIN) //讀取輸入緩沖中的全部數(shù)據(jù)的標志 
 
break; 
 
}

3，邊緣觸發(fā)方式下，以阻塞方式工作的read&write有可能會引起服務端的長時間停頓。所以邊緣觸發(fā)一定要采用非阻塞的套接字數(shù)據(jù)傳輸形式。那么怎么將套接字的read,write數(shù)據(jù)傳輸形式修改為非阻塞模式呢?

//fd套接字文件描述符，將此套接字數(shù)據(jù)傳輸模式修改為非阻塞

void setnonblockingmode(int fd) 
 
{ 
 
int flag = fcntl(fd, F_GETFL,0); //得到套接字原來屬性 
 
fcntl(fd, F_SETFL, flag | O_NONBLOCK);//在原有屬性基礎上設置添加非阻塞模式 
 
}