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EPOLL 的用法

news 2025/8/2 12:33:41

在 Linux 系统中，epoll_create 是一个用于创建 epoll 文件描述符的系统调用，它是 I/O 多路复用技术 epoll 的入口点。epoll 通过一个文件描述符来唯一标识内核中的事件表，这使得它能够在单个操作中同时监听多个 I/O 源。

epoll_create 函数的基本使用

epoll_create 函数的原型如下：

#include <sys/epoll.h>

int epoll_create(int size);

这个函数返回一个文件描述符，用于标识内核中的 epoll 事件表。size 参数在早期的 Linux 版本中用于给内核一个提示，表示事件表的初始大小，但从 Linux 2.6.8 开始，这个参数被忽略，不过仍然需要大于零。

创建 epoll 文件描述符：

int epfd = epoll_create(1); // size 参数只要大于零即可

创建成功后，epfd 将用于后续所有 epoll 相关的系统调用，如 epoll_ctl 和 epoll_wait。

epoll_ctl 函数的使用

创建了 epoll 文件描述符后，可以使用 epoll_ctl 函数来添加、修改或删除要监听的文件描述符（fd）。

#include <sys/epoll.h>

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);

epfd 是 epoll_create 的返回值。
op 指定操作类型，如 EPOLL_CTL_ADD、EPOLL_CTL_MOD 或 EPOLL_CTL_DEL。
fd 是要操作的文件描述符。
event 指定了要监听的事件类型和用户数据。

添加一个 fd 到 epoll 监听：

struct epoll_event event;

event.data.fd = fd; // fd 是要监听的文件描述符

event.events = EPOLLIN | EPOLLET; // 监听读事件，使用边缘触发模式

epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event);

epoll_wait 函数的使用

epoll_wait 函数用于等待事件的发生，并返回就绪的事件数目。

#include <sys/epoll.h>

int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);

epfd 是 epoll_create 的返回值。
events 是一个数组，用于接收就绪的事件。
maxevents 指定了 events 数组的大小。
timeout 指定了等待的超时时间（毫秒）。

等待 epoll 事件：

struct epoll_event events[MAX_EVENTS];

int nfds = epoll_wait(epfd, events, MAX_EVENTS, -1); // 无限等待直到事件发生

nfds 是就绪的文件描述符数量。如果超时时间到达而没有事件发生，epoll_wait 将返回 0。

注意事项

使用完 epoll 后，必须调用 close 关闭 epfd，否则可能导致文件描述符耗尽。
在 ET（边缘触发）模式下，需要确保非阻塞 I/O，以避免在读写操作时阻塞。

通过以上步骤，可以有效地使用 epoll 来进行 I/O 多路复用，提高程序的性能和效率。

// epoll 版本的 echo 回声应答服务
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <sys/ioctl.h>#define EVENTS_MAX 1024int main(int argc, char const *argv[])
{// epoll_create1: 创建实例 eventpoll// 存放 fd 的红黑树，等待队列，就绪队列int ep_fd = epoll_create1(0);// 创建套接字int s_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);// 监听该文件描述符上的事件类型struct epoll_event event;event.data.fd = s_fd;event.events = EPOLLIN;                      // 水平触发 // event.events = EPOLLIN | EPOLLET;         // 边缘触发// epoll_ctl: 加入实例epoll_ctl(ep_fd, EPOLL_CTL_ADD, s_fd, &event);struct sockaddr_in addr;addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(9000);        // 主机字节序 -> 网络字节序addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);// 绑定地址bind(s_fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));// 监听? 初始化了两个等待队列 在 TCP 三次握手时listen(s_fd, 1024);printf("服务器启动\n");struct epoll_event events[EVENTS_MAX];while (1){// epoll_wait: 获得就绪列表int ready = epoll_wait(ep_fd, events, EVENTS_MAX, -1);printf("就绪：%d\n", ready);// 遍历每个就绪的文件描述符// 执行响应for (size_t i = 0; i < ready; i++){int fd = events[i].data.fd;if (fd == s_fd){// 服务端套接字// 接收请求struct sockaddr_in c_addr;int len = sizeof(c_addr);int new_fd = accept(s_fd, (struct sockaddr *)&c_addr, &len);// 网络字节序 IP 转为字符串char ip[INET_ADDRSTRLEN];inet_ntop(AF_INET, &c_addr.sin_addr.s_addr, ip, INET_ADDRSTRLEN);printf("新连接 %d, %s:%d\n", new_fd,ip,ntohs(c_addr.sin_port));struct epoll_event ev;ev.data.fd = new_fd;ev.events = EPOLLIN;// 客户端套接字（fd）epoll_ctl(ep_fd, EPOLL_CTL_ADD, new_fd, &ev);}else if (events[i].events & EPOLLIN){// 监听的事件类型进行掩码运行// 客户端套接字// 获得待读取的字节长度int no_read = 0;ioctl(fd, FIONREAD, &no_read);if (no_read <= 0){printf("断开 %d\n", fd);epoll_ctl(ep_fd, EPOLL_CTL_DEL, fd, NULL);close(fd);}else{// 有数据int size = 128;char buf[size];memset(buf, 0, 128);// 读取int l = read(fd, buf, size - 1);printf("收到：%s\n", buf);// 发送write(fd, buf, l);}} }}// 关闭套接字close(s_fd);close(ep_fd);return 0;
}

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