linux epoll例程

epoll 是 Linux 下用于处理大量文件描述符（比如网络连接）的高效 I/O 事件通知机制。它是 select 和 poll 的替代品，特别适用于高并发场景。

基础概念

epoll 提供了三种系统调用：

epoll_create: 创建一个 epoll 实例。
epoll_ctl: 向 epoll 实例中添加、修改或删除要监控的文件描述符。
epoll_wait: 等待 epoll 实例中的文件描述符就绪，并返回就绪的文件描述符列表。

优势

效率高：epoll 使用红黑树管理文件描述符，添加、删除和查找的时间复杂度都是 O(log n)。同时，它使用事件驱动的方式，只有当文件描述符就绪时才会通知应用程序，避免了轮询的开销。
扩展性好：epoll 没有最大并发连接的限制，只受限于系统内存大小。
支持边缘触发和水平触发：边缘触发（ET）只在状态变更时通知，可能更适合高负载场景；水平触发（LT）则是在文件描述符就绪时持续通知，更容易使用。

应用场景

epoll 常用于构建高性能的网络服务器，如 Web 服务器、聊天服务器等，特别是在需要处理大量并发连接的场景下。

示例代码

以下是一个简单的 epoll 服务器示例，使用边缘触发模式：

#include <sys/epoll.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define MAX_EVENTS 10
#define PORT 8080

int set_nonblocking(int fd) {
    int flags = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
    if (flags == -1) return -1;
    flags |= O_NONBLOCK;
    return fcntl(fd, F_SETFL, flags);
}

int main() {
    int listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (listen_fd == -1) perror("socket");

    struct sockaddr_in server_addr;
    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    server_addr.sin_port = htons(PORT);

    if (bind(listen_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) perror("bind");

    if (listen(listen_fd, SOMAXCONN) == -1) perror("listen");

    int epoll_fd = epoll_create1(0);
    if (epoll_fd == -1) perror("epoll_create1");

    struct epoll_event event;
    event.events = EPOLLIN;
    event.data.fd = listen_fd;
    if (epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, listen_fd, &event) == -1) perror("epoll_ctl");

    struct epoll_event events[MAX_EVENTS];

    while (1) {
        int n = epoll_wait(epoll_fd, events, MAX_EVENTS, -1);
        if (n == -1) perror("epoll_wait");

        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (events[i].data.fd == listen_fd) {
                while (1) {
                    struct sockaddr_in client_addr;
                    socklen_t client_len = sizeof(client_addr);
                    int conn_fd = accept(listen_fd, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_len);
                    if (conn_fd == -1) {
                        if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK) break;
                        else perror("accept");
                        continue;
                    }
                    set_nonblocking(conn_fd);
                    event.events = EPOLLIN | EPOLLET;
                    event.data.fd = conn_fd;
                    if (epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, conn_fd, &event) == -1) perror("epoll_ctl");
                }
            } else {
                char buf[1024];
                int conn_fd = events[i].data.fd;
                while (1) {
                    ssize_t count = read(conn_fd, buf, sizeof(buf));
                    if (count == -1) {
                        if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK) break;
                        else perror("read");
                        close(conn_fd);
                        break;
                    } else if (count == 0) {
                        close(conn_fd);
                        break;
                    }
                    write(conn_fd, buf, count);  // Echo back
                }
            }
        }
    }

    close(listen_fd);
    close(epoll_fd);
    return 0;
}

这个示例代码创建了一个简单的回声服务器，使用 epoll 来处理并发连接。注意，在实际应用中，你可能需要添加更多的错误处理和资源管理代码。