概述
言之者无罪，闻之者足以戒。 - “诗序”
epoll相关的函数包含在头文件<sys/epoll.h>
epoll是Linux内核为处理大批量句柄而作了改进的poll，是Linux下多路复用IO接口select/poll的增强版本，它能显著减少程序在大量并发连接中只有少量活跃的情况下的系统CPU利用率。
1. int epoll_create(int size);
说明：创建一个epoll句柄，size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大。这个参数不同于select()中的第一个参数，给出最大监听的fd+1的值。需要注意的是，当创建好epoll句柄后，它就是会占用一个fd值，所以在使用完epoll后，必须调用close()关闭，否则可能导致fd被耗尽。
参数size：用来告诉内核要监听的数目一共有多少个。
返回值：成功返回一个非负整数的文件描述符，作为创建好的epoll句柄。失败返回-1，错误信息可以通过errno获得。
2. int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
说明：epoll的事件注册函数，它不同与select()是在监听事件时告诉内核要监听什么类型的事件，而是在这里先注册要监听的事件类型。
参数epfd：epoll_create()函数返回的epoll句柄。
参数op：操作选项。
参数fd：要进行操作的目标文件描述符。
参数event：struct epoll_event结构指针，将fd和要进行的操作关联起来。
返回值：成功返回0，作为创建好的epoll句柄。失败返回-1，错误信息可以通过errno获得。
参数op的可选值有以下3个：
EPOLL_CTL_ADD：注册新的fd到epfd中；
EPOLL_CTL_MOD：修改已经注册的fd的监听事件；
EPOLL_CTL_DEL：从epfd中删除一个fd；
struct epoll_event结构如下：
typedef union epoll_data {
void *ptr;
int fd;
__uint32_t u32;
__uint64_t u64;
} epoll_data_t;
struct epoll_event {
__uint32_t events; /* Epoll events */
epoll_data_t data; /* User data variable */
};
events可以是以下几个宏的集合：
EPOLLIN ：表示对应的文件描述符可以读（包括对端SOCKET正常关闭）；
EPOLLOUT：表示对应的文件描述符可以写；
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；
EPOLLET： 将EPOLL设为边缘触发(Edge Triggered)模式，这是相对于水平触发(Level Triggered)来说的。
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队列里
3. int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);
说明：等待事件的产生。
参数epfd：epoll_create()函数返回的epoll句柄。
参数events：struct epoll_event结构指针，用来存放从内核得到事件的集合。
参数 maxevents：告诉内核这个events有多大
参数 timeout: 等待时的超时时间，以毫秒为单位。
返回值：成功返回需要处理的事件数目。失败返回0，表示等待超时。
注：epoll有两种工作方式：
LT（level triggered，水平触发）是缺省的工作方式，并且同时支持block和no-block socket.在这种做法中，内核告诉你一个文件描述符是否就绪了，然后你可以对这个就绪的fd进行IO操作。如果你不作任何操作，内核还是会继续通知你的，所以，这种模式编程出错误可能性要小一点。传统的select/poll都是这种模型的代表。
ET （edge-triggered，边缘触发）是高速工作方式，只支持no-block socket。在这种模式下，当描述符从未就绪变为就绪时，内核通过epoll告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪，并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知，直到你做了某些操作导致那个文件描述符不再为就绪状态了（比如，你在发送，接收或者接收请求，或者发送接收的数据少于一定量时导致了一个EWOULDBLOCK 错误）。但是请注意，如果一直不对这个fd作IO操作（从而导致它再次变成未就绪），内核不会发送更多的通知（only once）。
下面直接给出代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#define SERV_PORT 8888
#define MAX_LISTEN_QUE 5
#define MAX_BUFFER_SIZE 100
#define RT_ERR (-1)
#define RT_OK 0
#define MAX_EVENTS 500
//创建套接字子函数
int IPv4_tcp_create_socked(void)
{
int listenfd,sockfd,opt = 1;
struct sockaddr_in server,client;
socklen_t len;
int timep;
int ret;
//创建套接字
listenfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//ipv4,全双工通信
if(listenfd < 0){
perror("cretae socket errorn");
return -1;
}
//设置地址重用
if((ret = setsockopt(listenfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&opt,sizeof(opt))) < 0){
perror("set sockopt failuren");
return -1;
}
//初始化服务器结构体
bzero(&server,sizeof(server));
server.sin_family = AF_INET;//ipv4
server.sin_port = htons(SERV_PORT);//端口号（主机序转换到网络序）
server.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//允许所有的客户端连接
len = sizeof(struct sockaddr);
//绑定端口号，IP到套接字
if(bind(listenfd,(struct sockaddr *)&server,len) < 0){
perror("bind errorn");
return -1;
}
//设置最大连接数
listen(listenfd,MAX_LISTEN_QUE);
return listenfd;
}
//数据处理子函数
int Process_data(int sockfd)
{
int bytes;
char buf[MAX_BUFFER_SIZE];
char *s = buf;
char flag = 1;
int len;
while(flag)
{
//读取数据
bytes = recv(sockfd,s,100,0);
if(bytes < 0){
//判断出错的类型是不是已经读完
if(errno == EAGAIN){
printf("no datan");
break;
}
perror("recv errorn");
return -1;
}
//客户端断开连接
if(bytes == 0){
return -2;
}
if(bytes == 100){
flag = 1;
}
else{
flag = 0;
}
//调整存储数据指针
s += bytes;
//获得读取的字节数
len += bytes;
printf("bytes:%dn",bytes);
}
printf("buf:%sn",buf);
send(sockfd,buf,len,0);
return 0;
}
int main(int argc,char *argv[])
{
int listenfd,sockfd;
int epollfd,fds;
struct epoll_event ev,events[MAX_EVENTS];
int i,rv;
struct sockaddr_in client;
int len;
len = sizeof(struct sockaddr_in);
//创建epoll句柄
epollfd = epoll_create(MAX_EVENTS);
if(epollfd < 0){
perror("epoll_create errorn");
return -1;
}
//调用创建套接字函数
listenfd = IPv4_tcp_create_socked();
//把套接字设置为非阻塞方式
fcntl(listenfd,F_SETFL,O_NONBLOCK);
//设置要监听的套接字的可读监听模式
ev.data.fd = listenfd;
ev.events = EPOLLIN;
//epoll的注册函数（添加要监听的套接字）
rv = epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev);
if(rv < 0){
perror("epoll_ctl errorn");
return -1;
}
while(1)
{
//等待事件的产生
fds = epoll_wait(epollfd,events,MAX_EVENTS,-1);
if(fds < 0){
perror("epoll_wait errorn");
return -1;
}
for(i = 0;i < fds;i++)
{
//判断监听的套接字是不是我们创建的监听套接字
if(events[i].data.fd == listenfd)
{
sockfd = accept(listenfd,(struct sockaddr *)&client,&len);
if(sockfd <0){
perror("accept errorn");
continue;
}
ev.data.fd = sockfd;
ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;//设置为读监听并且是边沿触发
//epoll的注册函数（添加要监听的套接字）
epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_ADD,sockfd,&ev);
continue;
}//如果不是我们创建的套接字，就是有数据到来
else{
//调用数据处理函数（传入的入口参数是我们创建的通信套接字）
rv = Process_data(events[i].data.fd);
if(rv == -2){
epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_DEL,events[i].data.fd,&ev);
close(events[i].data.fd);
continue;
}
}
}
}
}
上面的代码用到了函数fcntl，这个函数上面我也没有给出解释，下面说一下这个函数：
4、fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ )
参数fd：创建的套接字的目标文件描述符
参数cmd：要执行的控制操作
常用的用法：
（1）把一个套接字设置为非阻塞型：cmd为F_SETFL，flags“包含”O_NONBLOCK。（fcntl(listenfd,F_SETFL,O_NONBLOCK)）
（2）把一个套接字设置成一旦其状态发生变化，内核就产生一个SIGIO：cmd为F_SETFL，flags“包含”O_ASYNC。
（3）关于套接字的当前属主。
fcntl函数有5种功能：
1.复制一个现有的描述符（cmd=F_DUPFD）.
2.获得／设置文件描述符标记(cmd=F_GETFD或F_SETFD).
3.获得／设置文件状态标记(cmd=F_GETFL或F_SETFL).
4.获得／设置异步I/O所有权(cmd=F_GETOWN或F_SETOWN).
5.获得／设置记录锁(cmd=F_GETLK,F_SETLK或F_SETLKW).
cmd的选项：
F_DUPFD 返回一个如下描述的(文件)描述符:
（1）最小的大于或等于arg的一个可用的描述符
（2）与原始操作符一样的某对象的引用
（3）如果对象是文件(file)的话,返回一个新的描述符,这个描述符与arg共享相同的偏移量(offset)
（4）相同的访问模式(读,写或读/写)
（5）相同的文件状态标志(如:两个文件描述符共享相同的状态标志)
（6）与新的文件描述符结合在一起的close-on-exec标志被设置成交叉式访问execve(2)的系统调用
F_GETFD 取得与文件描述符fd联合close-on-exec标志,类似FD_CLOEXEC.如果返回值和FD_CLOEXEC进行与运算结果是0的话,文件保持交叉式访问exec(),否则如果通过exec运行的话,文件将被关闭(arg被忽略)
F_SETFD 设置close-on-exec旗标。该旗标以参数arg的FD_CLOEXEC位决定。
F_GETFL 取得fd的文件状态标志,如同下面的描述一样(arg被忽略)
F_SETFL 设置给arg描述符状态标志,可以更改的几个标志是：O_APPEND， O_NONBLOCK，O_SYNC和O_ASYNC。
F_GETOWN 取得当前正在接收SIGIO或者SIGURG信号的进程id或进程组id,进程组id返回成负值(arg被忽略)
F_SETOWN 设置将接收SIGIO和SIGURG信号的进程id或进程组id,进程组id通过提供负值的arg来说明,否则,arg将被认为是进程id
命令字(cmd)F_GETFL和F_SETFL的标志如下面的描述:
O_NONBLOCK 非阻塞I/O;如果read(2)调用没有可读取的数据,或者如果write(2)操作将阻塞,read或write调用返回-1和EAGAIN错误
O_APPEND 强制每次写(write)操作都添加在文件大的末尾,相当于open(2)的O_APPEND标志
O_DIRECT 最小化或去掉reading和writing的缓存影响.系统将企图避免缓存你的读或写的数据；如果不能够避免缓存,那么它将最小化已经被缓存了的数 据造成的影响.如果这个标志用的不够好,将大大的降低性能
O_ASYNC 当I/O可用的时候,允许SIGIO信号发送到进程组,例如:当有数据可以读的时候
注意： 在修改文件描述符标志或文件状态标志时必须谨慎，先要取得现在的标志值，然后按照希望修改它，最后设置新标志值。不能只是执行F_SETFD或F_SETFL命令，这样会关闭以前设置的标志位。
fcntl的返回值： 与命令有关。如果出错，所有命令都返回－1，如果成功则返回某个其他值。下列三个命令有特定返回值：F_DUPFD,F_GETFD,F_GETFL以及F_GETOWN。第一个返回新的文件描述符，第二个返回相应标志，最后一个返回一个正的进程ID或负的进程组ID。
最后
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