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网络学习-epoll(四）

news 来源：原创 2025/5/20 5:22:45

一、为什么使用epoll？

1、poll实质是对select的优化，解决了其参数限制的问题，但是其本质还是一个轮询机制。

2、poll是系统调用，当客户端连接数量较多时，会将大量的pollfd从用户态拷贝到内核态，开销较大。

3、epoll则不同于select和poll，当客户端连接数量较多时，不会频繁地将客户端fd从用户态拷贝到内核态，而是在内核中维护了一个就绪列表，当某个fd就绪时，内核会将该fd加入到这个就绪列表中，然后epoll_wait只需要从这个就绪列表中去查找是否有事件发生即可，从而提高效率。

二、epoll机制

1、有点类似今天的快递员，菜鸟驿站，用户之间的关系；先创建一个快递员，一个菜鸟驿站还有一个用户总集。

2、当用户需要取包裹时，可以直接去菜鸟驿站进行取包裹；需要邮寄包裹时，同样也可以将包裹放到菜鸟驿站。

3、快递员送快递时，只需把快递放在菜鸟驿站就行，当有包裹需要邮寄时，也是直接从菜鸟驿站取出包裹。避免一个一个的去询问用户。

三、具体实操

1、创建epoll实例

int epfd = epoll_create(1024); //创建一个epoll实例，参数是监听描述符的数量
struct epoll_event ev;
ev.events = EPOLLIN; //监听可读事件
ev.data.fd = socketfd; //监听描述符

2、对用户总集进行操作，增加用户，删除用户，修改用户

epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, socketfd, &ev); //将监听描述符加入到epoll实例中

3、告知快递员什么时候去菜鸟驿站

while (true){struct epoll_event events[1024]={0};int nready = epoll_wait(epfd, events, 1024, -1); //等待IO就绪cout<<"nready:"<<nready<<endl;if(nready < 0){                //出错处理cout << "select error:" << strerror(errno) << endl;continue;}//accept操作，此处省略//recv操作，此处省略
}

4、处理包裹

for(int i = 0; i < nready; i++){if(events[i].data.fd == socketfd){       //是否为监听描述符，是那就接收数据=====acceptint clientfd = accept(socketfd, (struct sockaddr *)&clientaddr, &len);cout<<"clientfd:"<<clientfd<<endl;       //获取到客户端的连接描述符ev.events = EPOLLIN | EPOLLERR;    //监听可读事件和错误事件ev.data.fd = clientfd;epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, clientfd, &ev);  //将客户端的连接描述符加入到epoll实例中}else if(events[i].events & EPOLLIN){           //判断IO是否可读cout<<"i:"<<events[i].data.fd<<endl;char buffer[1024] = {0};int count = recv(events[i].data.fd, buffer, 1024, 0);if(count == 0){cout<<"client close"<<endl;close(events[i].data.fd);      //关闭客户端的连接描述epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, events[i].data.fd, NULL); //将客户端的连接描述符从epoll实例中删除continue;}cout << "buffer:" << buffer << endl;//返回信息count = send(events[i].data.fd, buffer, count, 0);}
}

在这里插入图片描述

5、小结

epoll主要用到以下几个函数：

struct epoll_event{uint32_t events;    // 事件类型epoll_data_t data;  // 用户数据，可以是fd或者指针
}int epoll_create(int size);
/*
size: 告诉内核监听的数目上限，但是实际上内核并不关心这个值,只要!=0就行，实质是无效参数，主要是为了兼容老版本
return value: 成功返回一个epoll实例的fd，失败返回-1。
*/int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
/*
epfd: epoll实例
op: 操作类型，EPOLL_CTL_ADD（添加）、EPOLL_CTL_DEL（删除）、EPOLL_CTL_MOD（修改）。
fd: 要被操作的客户端fd
event: 事件类型，比如EPOLLIN（可读）、EPOLLOUT（可写）等。
return value: 0表示成功，-1表示失败。
*/int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);
/*
epfd: epoll实例
events: 存放就绪事件的数组
maxevents: 数组的最大大小，设置范围
timeout: 超时时间，单位毫秒，-1表示一直等待,0代表表示立即返回，不为0表示等待时间。
return value: 成功返回就绪事件的个数，0表示超时，-1表示出错。* /