Linux的epoll模型分析
发布时间：2021-12-16 13:14:55 所属栏目：教程 来源：互联网
导读：1. Epoll是何方神圣？ Epoll可是当前在Linux下开发大规模并发网络程序的热门人选，Epoll 在Linux2.6内核中正式引入，和select相似，其实都I/O多路复用技术而已，并没有什么神秘的。 其实在Linux下设计并发网络程序，向来不缺少方法，比如典型的Apache模型（P
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1. Epoll是何方神圣？ Epoll可是当前在Linux下开发大规模并发网络程序的热门人选，Epoll 在Linux2.6内核中正式引入，和select相似，其实都I/O多路复用技术而已，并没有什么神秘的。 其实在Linux下设计并发网络程序，向来不缺少方法，比如典型的Apache模型（Process Per Connection，简称PPC），TPC（Thread PerConnection）模型，以及select模型和poll模型，那为何还要再引入Epoll这个东东呢？那还是有得说说的… 2. 常用模型的缺点 如果不摆出来其他模型的缺点，怎么能对比出Epoll的优点呢。 2.1 PPC/TPC模型 这两种模型思想类似，就是让每一个到来的连接一边自己做事去，别再来烦我。只是PPC是为它开了一个进程，而TPC开了一个线程。可是别烦我是有代价的，它要时间和空间啊，连接多了之后，那么多的进程/线程切换，这开销就上来了；因此这类模型能接受的最大连接数都不会高，一般在几百个左右。 2.2 select模型 1. 最大并发数限制，因为一个进程所打开的FD（文件描述符）是有限制的，由FD_SETSIZE设置，默认值是1024/2048，因此Select模型的最大并发数就被相应限制了。自己改改这个FD_SETSIZE？想法虽好，可是先看看下面吧… 2. 效率问题，select每次调用都会线性扫描全部的FD集合，这样效率就会呈现线性下降，把FD_SETSIZE改大的后果就是，大家都慢慢来，什么？都超时了？？！！ 3. 内核/用户空间内存拷贝问题，如何让内核把FD消息通知给用户空间呢？在这个问题上select采取了内存拷贝方法。 2.3 poll模型 基本上效率和select是相同的，select缺点的2和3它都没有改掉。 3. Epoll的提升 把其他模型逐个批判了一下，再来看看Epoll的改进之处吧，其实把select的缺点反过来那就是Epoll的优点了。 3.1. Epoll没有最大并发连接的限制，上限是最大可以打开文件的数目，这个数字一般远大于2048, 一般来说这个数目和系统内存关系很大，具体数目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看。 3.2. 效率提升，Epoll最大的优点就在于它只管你“活跃”的连接，而跟连接总数无关，因此在实际的网络环境中，Epoll的效率就会远远高于select和poll。 3.3. 内存拷贝，Epoll在这点上使用了“共享内存”，这个内存拷贝也省略了。 4. Epoll为什么高效 Epoll的高效和其数据结构的设计是密不可分的，这个下面就会提到。 首先回忆一下select模型，当有I/O事件到来时，select通知应用程序有事件到了快去处理，而应用程序必须轮询所有的FD集合，测试每个FD是否有事件发生，并处理事件；代码像下面这样： int res = select(maxfd+1, &readfds, NULL, NULL, 120); if(res > 0) { for(int i = 0; i < MAX_CONNECTION; i++) { if(FD_ISSET(allConnection[i],&readfds)) { handleEvent(allConnection[i]); } } } // if(res == 0) handle timeout, res < 0 handle error Epoll不仅会告诉应用程序有I/0事件到来，还会告诉应用程序相关的信息，这些信息是应用程序填充的，因此根据这些信息应用程序就能直接定位到事件，而不必遍历整个FD集合。 intres = epoll_wait(epfd, events, 20, 120); for(int i = 0; i < res;i++) { handleEvent(events[n]); } 5. Epoll关键数据结构 前面提到Epoll速度快和其数据结构密不可分，其关键数据结构就是： structepoll_event { __uint32_t events; // Epoll events epoll_data_t data; // User datavariable }; typedefunion epoll_data { void *ptr; int fd; __uint32_t u32; __uint64_t u64; } epoll_data_t; 可见epoll_data是一个union结构体,借助于它应用程序可以保存很多类型的信息:fd、指针等等。有了它，应用程序就可以直接定位目标了。 6. 使用Epoll 既然Epoll相比select这么好，那么用起来如何呢？会不会很繁琐啊…先看看下面的三个函数吧，就知道Epoll的易用了。 intepoll_create(int size); 生成一个Epoll专用的文件描述符，其实是申请一个内核空间，用来存放你想关注的socket fd上是否发生以及发生了什么事件。size就是你在这个Epoll fd上能关注的最大socket fd数，大小自定，只要内存足够。 intepoll_ctl(int epfd, intop, int fd, structepoll_event *event); 控制某个Epoll文件描述符上的事件：注册、修改、删除。其中参数epfd是epoll_create()创建Epoll专用的文件描述符。相对于select模型中的FD_SET和FD_CLR宏。 intepoll_wait(int epfd,structepoll_event * events,int maxevents,int timeout); 等待I/O事件的发生；参数说明： epfd:由epoll_create() 生成的Epoll专用的文件描述符； epoll_event:用于回传代处理事件的数组； maxevents:每次能处理的事件数； timeout:等待I/O事件发生的超时值； 返回发生事件数。 相对于select模型中的select函数。  （编辑：我爱制作网_潮州站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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