多路复用就绪通知技术：epoll简介

最近无意中接触到了tornado，该框架有优秀的大并发处理能力，其得益于底层实现的基于epoll的单线程异步架构。那么问题来了？什么是epoll呢，为什么这么牛能够做为游戏服务器呢？ 之前见过这个词，但没去深究。这次就好好了解下，同时做个记录并推介给大家，有个记忆，在需要的时候再详学。只做简单原理介绍对比，不深究细节。

先说一个比较老的I/O复用技术，select

之前我自己的项目经历中使用过select，当时需要解决的问题很简单，需要在一个进程中监控2个socket做消息分发处理，但均是异步的，不确定什么时候有消息进来，所以就选用select来解决。

简单的代码思路如下，需要注意两点：

可以看到在循环里面，每次都需要重新设置侦听的集合，及时间参数。因为入参和出差是同一个参数，所以才需要这么处理；

每次select返回后，需要分别判断被侦听的I/O是否有数据；

从上面的代码似乎也没发现什么不好的地方，因为只监控了2个socket，也还好。但假设如果用select实现大量并发长链接，去除最大连接数的限制，每次都需要重新设置侦听的集合，并在select返回后逐个去判断是否有数据需要处理。加入监控了1000个，恰好是最后一个连接有数据，那岂不是前面999个都是浪费时间?很显然是这样。在并发数比较少的情况下还没问题，但如果在大量并发的情况下，那么性能随着数目的增加就会线性下降。

下面是一个用select实现的简单服务器端示例，基本架构无非就如此。可以感受下代码思路。

接下来看看今天的主角epoll

之所以出现epoll，那肯定是有比select优秀之处。经过了解后发现跟select相比，epoll确实显的更聪明。能用代码解释清楚的，尽量不要用文字描述。

从代码实现可以看出，在epoll_wait()返回后，即得到了所有需要处理的I/O描述符集合。直接逐个处理即可。不会浪费时间。同时也不需要像select重新设置侦听集，而是提供了灵活的ADD/MOD/DEL操作。

epoll的使用更简单，只有3个接口：

int epoll_create(int size)创建一个epoll的句柄，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，在linux下如果查看/proc/进程id/fd/，是能够看到这个fd的，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;

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)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。第一个参数是epoll_create()的返回值，第二个参数表示动作，用三个宏来表示：

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；

第三个参数是需要监听的fd，第四个参数是告诉内核需要监听什么事;

int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout)等待事件的产生，类似于select()调用。参数events用来从内核得到事件的集合，maxevents告之内核这个events有多大，这个 maxevents的值不能大于创建epoll_create()时的size，参数timeout是超时时间（毫秒，0会立即返回，-1将永久阻塞）。该函数返回需要处理的事件数目，如返回0表示已超时。

做个简单的对比，作为结尾

select 一次可以监测 FD_SETSIZE数量大小的描述符，FD_SETSIZE 通常是一个在 libc 编译时指定的数字，也就是对监测的数量有限制；

poll一次可以监测的描述符数量并没有限制，但撇开其它因素，我们每次都不得不检查就绪通知，线性扫描所有通过描述符，这样时间复杂度为 O(n)而且很慢，这点和select是一样的；

epoll没有这些固定限制，也不执行任何线性扫描。因此它可以更高效地执行和处理大量事件；

epoll与select/poll相比还有一个优势就是的数据处理是共享内存的方式，省去了数据拷贝的开销，而select和poll是数据拷贝的方式。

文中没提及poll是因为作为一个中间产物，既然已经有epoll了就不需要学习poll。它们的发展历程是select->poll->epoll，所以知道其存在即可。

能用代码说明的，尽量不要用语言