I/O复用

I/O复用使得程序能同时监听多个文件描述符，这对提高程序性能至关重要。

注意：I/O复用本身是阻塞的，当有多个文件描述符就绪，将只能按顺序处理文件描述符，串行处理。要实现并发就得使用多进程或多线程等手段

I/O复用函数

I/O复用有select、poll、epoll三种系统调用，这三种系统调用都能同时监听多个文件描述符。他们将等待由timeout参数指定的超时时间，直到一个或多个文件描述符上由事件发生时返回。

这三组函数都通过某种结构体变量来告诉内核监听哪些文件描述符上的哪些事件，并使用该结构体类型的参数来获取内核处理的结果。

注意：select在高连接数高事件数时效率可能会比epoll高

epoll 函数

epoll使用一组函数来完成任务，其次epoll把用户关心的文件描述符上的事件放在内核里的一个事件表中，从而无需像select和poll那样每次调用都要重复传入文件描述符或事件集。但epoll需要使用一个额外的文件描述符，来唯一标识内核中的这个时间表。这个文件描述符使用epoll_create函数

epoll_create

#include <sys/epoll.h>
int epoll_create(int size); // size参数并不起作用，只是给内核一个提示，告诉他事件表需要多大

epoll_ctl

epoll_ctl函数用来操作epoll的内核事件表：

#include <sys/epoll.h>
int epoll_ctl(int epfd,in op,int fd,struct epoll_event *event);

fd参数是要操作的文件描述符，op参数则指定操作类型：

• EPOLL_CTL_ADD 往事件表上注册fd上的事件
• EPOLL_CTL_MOD 修改fd上的注册事件
• EPOLL_CTL_DEL 删除fd上的注册事件

event参数指定事件，epoll_event的定义如下：

struct epoll_event{
    __uint32_t events;
    epoll_data_t data;
}

typedef union epoll_data{
    void* ptr;
    int fd;
    uint32_t u32;
    uint64_t u64;
}epoll_data_t;

其中events描述事件类型：

• EPOLLIN 数据可读
• EPOLLOUT 数据可写
• EPOLLLT 水平触发
• EPOLLET 边缘触发
• EPOLLONSHOT

epoll_data_t是一个联合体，四个成员中使用最多的是fd，指定事件所属的目标文件描述符

epoll_wait

epoll_wait在一段超时时间内等待一组文件描述符上的事件

#include <sys/epoll.h>
int epoll_wait(int epfd,struct epoll_event* events,int macevents,int timeout);

函数成功时返回就绪的文件描述符的个数，失败是返回-1并设置errno
参数：

• timeout 超时事件
• maxevents 指定最多监听多少事件
• events 存储epoll_wait检测到的事件

LT和ET模式

LT模式是默认工作模式，此种模式下epoll相当于一个效率较高的poll。当epoll_wait检测到其上有事件发生并将此事件通知应用程序后，引用可以不立即处理该事件，这样等到程序下一次调用epoll_wait时，epoll_wait还会继续通知该事件，直到该事件被处理

当往epoll内核时间表中注册一个文件描述符上的EPOLLET时间时，epoll将以ET模式来操作该文件描述符。当epoll_wait检测到有事件发生，并将此事件通知应用程序后，应用程序必须立即处理，因为后续将不再向应用通知。

ET模式很大程度上降低了同一个epoll事件被触发的次数，因此效率要比LT模式高。

但即便是ET模式，一个socket上的某个事件还是可能在并发中被触发多次，这是不期望出现的结果。因此，可以注册EPOLLONESHOT事件来实现只触发一次。EPOLLONESHOT最多触发在其上注册的一个可读、可写或者异常事件，除非使用epoll_ctl重置该文件描述符上注册的EPOLLONESHOT事件

参考

《Linux高性能服务器编程》第九章