linux下epoll如何实现高效处理百万句柄的

开发高性能网络程序时，windows开发者们言必称iocp，linux开发者们则言必称epoll。大家都明白epoll是一种IO多路复用技术，可以非常高效的处理数以百万计的socket句柄，比起以前的select和poll效率高大发了。我们用起epoll来都感觉挺爽，确实快，那么，它到底为什么可以高速处理这么多并发连接呢？

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先简单回顾下如何使用C库封装的3个epoll系统调用吧。

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<br></p><p>epoll的高效就在于，当我们调用epoll_ctl往里塞入百万个句柄时，epoll_wait仍然可以飞快的返回，并有效的将发生事件的句柄给我们用户。这是由于我们在调用epoll_create时，内核除了帮我们在epoll文件系统里建了个file结点，在内核cache里建了个红黑树用于存储以后epoll_ctl传来的socket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链表里有没有数据即可。有数据就返回，没有数据就sleep，等到timeout时间到后即使链表没数据也返回。所以，epoll_wait非常高效。</p><p>?</p><p>而且，通常情况下即使我们要监控百万计的句柄，大多一次也只返回很少量的准备就绪句柄而已，所以，epoll_wait仅需要从内核态copy少量的句柄到用户态而已，如何能不高效？！</p><p>?</p><p>那么，这个准备就绪list链表是怎么维护的呢？当我们执行epoll_ctl时，除了把socket放到epoll文件系统里file对象对应的红黑树上之外，还会给内核中断处理程序注册一个回调函数，告诉内核，如果这个句柄的中断到了，就把它放到准备就绪list链表里。所以，当一个socket上有数据到了，内核在把网卡上的数据copy到内核中后就来把socket插入到准备就绪链表里了。</p><p>?</p><p>如此，一颗红黑树，一张准备就绪句柄链表，少量的内核cache，就帮我们解决了大并发下的socket处理问题。执行epoll_create时，创建了红黑树和就绪链表，执行epoll_ctl时，如果增加socket句柄，则检查在红黑树中是否存在，存在立即返回，不存在则添加到树干上，然后向内核注册回调函数，用于当中断事件来临时向准备就绪链表中插入数据。执行epoll_wait时立刻返回准备就绪链表里的数据即可。</p><p>?</p><p>最后看看epoll独有的两种模式LT和ET。无论是LT和ET模式，都适用于以上所说的流程。区别是，LT模式下，只要一个句柄上的事件一次没有处理完，会在以后调用epoll_wait时次次返回这个句柄，而ET模式仅在第一次返回。</p><p>?</p><p>这件事怎么做到的呢？当一个socket句柄上有事件时，内核会把该句柄插入上面所说的准备就绪list链表，这时我们调用epoll_wait，会把准备就绪的socket拷贝到用户态内存，然后清空准备就绪list链表，最后，epoll_wait干了件事，就是检查这些socket，如果不是ET模式（就是LT模式的句柄了），并且这些socket上确实有未处理的事件时，又把该句柄放回到刚刚清空的准备就绪链表了。所以，非ET的句柄，只要它上面还有事件，epoll_wait每次都会返回。而ET模式的句柄，除非有新中断到，即使socket上的事件没有处理完，也是不会次次从epoll_wait返回的。</p><p>?</p> </p></div><div style="margin:0 auto;width:300px;height:250px;position:relative;"> <script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script> <!-- 移动端全站正文 --> <ins class="adsbygoogle" style="display:block" data-ad-client="ca-pub-6147101717324856" data-ad-slot="1958144088" data-ad-format="auto"></ins> <script> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); </script></div> <div class="subn-nav"><a href="//m.reader8.net">读书人网</a> ><a href="//m.reader8.net/jiaocheng/unix/">UNIXLINUX</a></div><div class="sp-jctu"><h3><span> 热点推荐 </span></h3><ul><li><p><a href="//m.reader8.net/jiaocheng/20140524/2337343.html">bad inperpreter解决办法</a></p></li> <li><p><a href="//m.reader8.net/jiaocheng/20140514/2329254.html">windowsping通linux,该怎么处理</a></p></li> <li><p><a href="//m.reader8.net/jiaocheng/20140514/2329253.html">怎么获取 cpu的占用率 top gt; 1.txt 取</a></p></li> <li><p><a href="//m.reader8.net/jiaocheng/20140513/2329047.html">想在linux c下写一个软件管理的软件解</a></p></li> <li><p><a href="//m.reader8.net/jiaocheng/20140512/2328892.html">脚本执行完不退出请大牛给见见</a></p></li> <li><p><a href="//m.reader8.net/jiaocheng/20140512/2328891.html">软件工程师必知必会-linux常用命令之十</a></p></li> <li><p><a href="//m.reader8.net/jiaocheng/20140511/2327956.html">linux停的词典sdcv</a></p></li> <li><p><a href="//m.reader8.net/jiaocheng/20140511/2327955.html">克隆linux系统到原来的windows计算机-</a></p></li> <li><p><a href="//m.reader8.net/jiaocheng/20140430/2318653.html">小弟我想在svn基础上安装一个review</a></p></li> <li><p><a href="//m.reader8.net/jiaocheng/20140430/2318652.html">内网linux主机外网透过ssh能连但x</a></p></li> </ul></div><div style="display:none;"> <script> var _hmt = _hmt || []; (function() { var hm = document.createElement("script"); hm.src = "//hm.baidu.com/hm.js?d6151f323a57d16696165e47eee86d53"; var s = document.getElementsByTagName("script")[0]; s.parentNode.insertBefore(hm, s); })(); </script></div> <div class="footer"><p>触屏版 | <a href="//www.reader8.net/jiaocheng/20120716/2018624.html#fromapp">电脑版</a></p><p>读书人网 m.reader8.net</p></div> <script language="javascript"> function clickme(sad){ var divobjdiv = document.getElementById("divobjdiv" + sad); if(divobjdiv.style.display =="none"){ divobjdiv.style.display ="block"; }else{ divobjdiv.style.display ="none"; } var wenzi = document.getElementById('divobjimg' + sad); if(wenzi.innerText == "收起"){ wenzi.innerText = "查看更多"; }else{ wenzi.innerText = "收起"; } } </script> <div id="back-top"><a href="#top"><span></span></a></div> </body> </html>