草庐IT

epoll 函数解析

与其感慨路难行，不如马上出发 2023-03-28 原文

本文参考社长的 TinyWebServer 庖丁解牛

epoll 常用API

epoll_create 函数

#include <sys/epoll.h>
int epoll_create(int size);

创建一个指示 epoll 内核事件表的文件描述符，该描述符将用作其他 epoll 系统调用的第一个参数，此处的 size 参数不起作用。

epoll_ctl 函数

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

该函数用于操作内核事件表监控的文件描述符上的事件：注册、修改、删除：

  • epfd：为 epoll_create 的句柄；
  • op：表示动作，用 3 个宏来表示：
    • EPOLL_CTL_ADD：注册新的 fd 到 epfd；
    • EPOLL_CTL_MOD：修改已经注册的 fd 的监听事件；
    • EPOLL_CTL_DEL：从 epfd 删除一个 fd；
  • event：告诉内核需要监听的事件。

其中，event 是 epoll_event 结构体指针类型，表示内核监听的事件，具体定义如下：

struct epoll_event {
    __uint32_t events;
    epoll_data_t data;
};
  • events 描述事件类型，其中 epoll 事件类型有以下几种：
    • EPOLLIN：表示对应的文件描述符可读（包括对端SOCKET正常关闭）
    • EPOLLOUT：表示对应的文件描述符可写；
    • EPOLLPRI：表示对应的文件描述符有紧急的数据可读（这里应该表示有带外数据到来）
    • EPOLLERR：表示对应的文件描述符发生错误；
    • EPOLLHUP：表示对应的文件描述符被挂断；
    • EPOLLLET：将 EPOLL 设置为边缘触发（ET）模式；
    • EPOLLONESHOT：只监听一次事件，当监听完这次事件之后，如果还需要继续监听这个 socket 的话，需要再次把这个 socket 加入到 EPOLL 队列中。

epoll_wait 函数

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

该函数用于等待所监控的文件描述符上有事件的产生，返回就绪的文件描述符的个数。

  • events：用来存储内核得到的事件的集合；
  • maxevents：告知内核这个 events 有多大，这个值不能大于创建 epoll_create() 时的大小；
  • timeout：超时时间：
    • -1：阻塞；
    • 0：立即返回，非阻塞；
    • >0：指定毫秒数；
  • 返回值：成功返回有多少文件描述符就绪，时间到时返回 0，出错时返回-1。

select/poll/epoll 的区别

  • 调用函数

    • select 和 poll 都是一个函数，epoll 是一组函数；

  • 文件描述符数量

    • select 使用线性表保存文件描述符的集合，文件描述符有上限，一般是 1024，但可以修改源码，重新编译内核，不推荐；
    • poll 是使用链表存储文件描述符的集合，突破了文件描述符的上限；
    • epoll 使用红黑树存储文件描述符的集合，突破了文件描述符的上限（通过命令 ulimit -n number 修改，仅对当前终端有效）；

  • 将文件描述符从用户传给内核：

    • select 和 poll 将所有文件描述符拷贝到内核态，每次调用都需要拷贝；
    • epoll 通过 epoll_create 建立一棵红黑树，通过 epoll_ctl 将要监听的文件描述符注册到红黑树上，文件描述符都在内核态；

  • 内核判断就绪的文件描述符：

    • select 和 poll 通过遍历文件描述符集合，判断哪个文件描述符上有事件发生；
    • epoll_create 时，内核除了会建立一个红黑树来存储以后 epoll_ctl 传来的 fd 外，还会再建立一个 list 链表，用于存储准备就绪的事件。当 epoll_wait 调用时，仅仅观察这个 list 链表上有没有数据即可；
    • epoll 是根据每个 fd 上面的回调函数（中断函数）判断，只有发生了时间的 socket 才会主动的去调用 callback 函数，其他空闲状态的 socket 则不会。若是就绪事件，则插入 list；

  • 应用程序索引就绪文件描述符：

    • select/epoll 只返回发生了事件的文件描述符的个数，若想要知道哪些文件描述符发生了事件，需要再次遍历；
    • epoll 返回的是发生了事件的个数和结构体数组，结构体包含 socket 的信息，因此直接处理返回的数组即可；

  • 工作模式：

    • select/poll 都只能工作在低效的 LT 模式下；
    • epoll 则可以工作在高效的 ET 模式，并且 epoll 还支持 EPOLLONESHOT 事件，可以进一步减少可读、可写和异常事件被触发的次数；

    其实 ET 和 LT 哪个高效也是针对不同的任务而言。

  • 应用场景：

    • 如果所有的 fd 都是活跃连接，epoll 需要建立红黑树和链表，效率反而不高，不如 select/epoll；
    • 如果监测的 fd 数目较小，且各个 fd 都比较活跃，建议使用 select/poll；
    • 如果监测的 fd 数目非常大，并且单位时间内只有其中一小部分 fd 处于就绪状态，这个时候使用 epoll 能够明显提升性能。

ET、LT、EPOLLONESHOT

  • LT 水平触发模式

    • epoll_wait 检测到文件描述符有事件发生，则将其通知给应用程序，应用程序可以不立即处理该事件；
    • 当下一次调用 epoll_wait 时，epoll_wait 还会再次向应用程序报告此事件，直至被处理。

    Note：

    一个事件只要有，就会一直触发。

    socket 上只要有未读完的数据，就会一直产生 EPOLLIN 事件。所以读完数据要移除事件，避免一直触发。

  • ET 边缘触发模式

    • epoll_wait 检测到文件描述符有事件发生，则将其通知给应用程序，应用程序必须立即处理该事件；
    • 必须要一次性将数据读取完，使用非阻塞 I/O，读取到出现 eagain。

    Note：

    只有一个事件从无到有，才会触发。

    socket 上每新来一次数据就会触发一次，如果某一次触发后，未将 socket 上的数据全部读完，也不会再次触发，除非再来一次数据。所以必须要一次性读完所有数据。如果未读完，需要再次将事件注册，

    ET 模式必须配合非阻塞 I/O 实现，因为 ET 模式会一次性读取完所有的数据，如果是阻塞 I/O 的话，会导致线程阻塞，影响重新调用 epoll_wait 来监听其他事件。

epoll函数codeliC++

有关epoll 函数解析的更多相关文章

  1. Ruby 解析字符串 - 2

    我有一个字符串input="maybe(thisis|thatwas)some((nice|ugly)(day|night)|(strange(weather|time)))"Ruby中解析该字符串的最佳方法是什么？我的意思是脚本应该能够像这样构建句子:maybethisissomeuglynightmaybethatwassomenicenightmaybethiswassomestrangetime等等，你明白了......我应该一个字符一个字符地读取字符串并构建一个带有堆栈的状态机来存储括号值以供以后计算，还是有更好的方法？也许为此目的准备了一个开箱即用的库？

  2. ruby - 解析 RDFa、微数据等的最佳方式是什么，使用统一的模式/词汇(例如 schema.org)存储和显示信息 - 2

    我主要使用Ruby来执行此操作，但到目前为止我的攻击计划如下:使用gemsrdf、rdf-rdfa和rdf-microdata或mida来解析给定任何URI的数据。我认为最好映射到像schema.org这样的统一模式，例如使用这个yaml文件，它试图描述数据词汇表和opengraph到schema.org之间的转换:#SchemaXtoschema.orgconversion#data-vocabularyDV:name:namestreet-address:streetAddressregion:addressRegionlocality:addressLocalityphoto:i

  3. ruby - 用逗号、双引号和编码解析 csv - 2

    我正在使用ruby​​1.9解析以下带有MacRoman字符的csv文件#encoding:ISO-8859-1#csv_parse.csvName,main-dialogue"Marceu","Giveittohimóhe,hiswife."我做了以下解析。require'csv'input_string=File.read("../csv_parse.rb").force_encoding("ISO-8859-1").encode("UTF-8")#=>"Name,main-dialogue\r\n\"Marceu\",\"Giveittohim\x97he,hiswife.\"\

  4. ruby - 在没有 sass 引擎的情况下使用 sass 颜色函数 - 2

    我想在一个没有Sass引擎的类中使用Sass颜色函数。我已经在项目中使用了sassgem，所以我认为搭载会像以下一样简单:classRectangleincludeSass::Script::FunctionsdefcolorSass::Script::Color.new([0x82,0x39,0x06])enddefrender#hamlengineexecutedwithcontextofself#sothatwithintemlateicouldcall#%stop{offset:'0%',stop:{color:lighten(color)}}endend更新:参见上面的#re

  5. ruby-on-rails - 在 ruby​​ 中使用 gsub 函数替换单词 - 2

    我正在尝试用ruby​​中的gsub函数替换字符串中的某些单词，但有时效果很好，在某些情况下会出现此错误？这种格式有什么问题吗NoMethodError(undefinedmethod`gsub!'fornil:NilClass):模型.rbclassTest"replacethisID1",WAY=>"replacethisID2andID3",DELTA=>"replacethisID4"}end另一个模型.rbclassCheck 最佳答案 啊，我找到了!gsub!是一个非常奇怪的方法。首先，它替换了字符串，所以它实际上修改了

  6. ruby - 在 Ruby 中有条件地定义函数 - 2

    我有一些代码在几个不同的位置之一运行:作为具有调试输出的命令行工具，作为不接受任何输出的更大程序的一部分，以及在Rails环境中。有时我需要根据代码的位置对代码进行细微的更改，我意识到以下样式似乎可行:print"Testingnestedfunctionsdefined\n"CLI=trueifCLIdeftest_printprint"CommandLineVersion\n"endelsedeftest_printprint"ReleaseVersion\n"endendtest_print()这导致:TestingnestedfunctionsdefinedCommandLin

  7. ruby-on-rails - 我更新了 ruby​​ gems，现在到处都收到解析树错误和弃用警告! - 2

    简而言之错误:NOTE:Gem::SourceIndex#add_specisdeprecated,useSpecification.add_spec.Itwillberemovedonorafter2011-11-01.Gem::SourceIndex#add_speccalledfrom/opt/local/lib/ruby/site_ruby/1.8/rubygems/source_index.rb:91./opt/local/lib/ruby/gems/1.8/gems/rails-2.3.8/lib/rails/gem_dependency.rb:275:in`==':und

  8. ruby - 在 Ruby 中按名称传递函数 - 2

    如何在Ruby中按名称传递函数？(我使用Ruby才几个小时，所以我还在想办法。)nums=[1,2,3,4]#Thisworks,butismoreverbosethanI'dlikenums.eachdo|i|putsiend#InJS,Icouldjustdosomethinglike:#nums.forEach(console.log)#InF#,itwouldbesomethinglike:#List.iternums(printf"%A")#InRuby,IwishIcoulddosomethinglike:nums.eachputs在Ruby中能不能做到类似的简洁？我可以只

  9. C51单片机——实现用独立按键控制LED亮灭（调用函数篇） - 2

    说在前面这部分我本来是合为一篇来写的，因为目的是一样的，都是通过独立按键来控制LED闪灭本质上是起到开关的作用，即调用函数和中断函数。但是写一篇太累了，我还是决定分为两篇写，这篇是调用函数篇。在本篇中你主要看到这些东西！！！1.调用函数的方法（主要讲语法和格式）2.独立按键如何控制LED亮灭3.程序中的一些细节（软件消抖等）1.调用函数的方法思路还是比较清晰地，就是通过按下按键来控制LED闪灭，即每按下一次，LED取反一次。重要的是，把按键与LED联系在一起。我打算用K1来作为开关，看了一下开发板原理图，K1连接的是单片机的P31口，当按下K1时，P31是与GND相连的，也就是说，当我按下去时

  10. ruby - 用 YAML.load 解析 json 安全吗？ - 2

    我正在使用ruby2.1.0我有一个json文件。例如:test.json{"item":[{"apple":1},{"banana":2}]}用YAML.load加载这个文件安全吗？YAML.load(File.read('test.json'))我正在尝试加载一个json或yaml格式的文件。 最佳答案 YAML可以加载JSONYAML.load('{"something":"test","other":4}')=>{"something"=>"test","other"=>4}JSON将无法加载YAML。JSON.load("

随机推荐