Hello epoll!

一、先搞清楚 fd 是个啥

在 Linux 里，有句话叫：“一切皆文件”。
什么意思呢？
就是不管是硬盘文件、键盘、管道、socket 网络连接……
在系统眼里都是“文件”，都有一个整数编号，这个编号就叫 fd（文件描述符）。

比如我打开一个文件：

int fd = open("test.txt", O_RDONLY);

这个 fd 就是一个整数，代表系统里那个文件的“身份证号”。

再比如我创建一个网络连接：

int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

它也是返回一个 fd，说明 socket 其实也被当作“文件”来管理的。

二、socket 是怎么回事？

sokcet() 是一个系统调用，用来创建网络通信通道。
你可以把它理解成“买了一部电话 ”。

服务端拿到电话后，还要：

bind()   // 绑定电话号码（IP + 端口）
listen() // 等待别人打进来
accept() // 接听电话

客户端则直接：

connect() // 主动打电话给服务端

这俩电话一连上，就能通过 send() 和 recv() 传消息了。

三、为什么会有 epoll？

问题来了，如果你是服务器，有 1000 个客户端连着你，
你得知道谁发消息了、谁没发，对吧？

那以前人是怎么干的？
就是不停去“问”每个 socket：

“你有消息吗？”
“你呢？”
“那你呢？”

这就是 select() 或 poll() 的做法。
问题是：每次都要遍历所有连接，非常慢。

于是 Linux 就出了一个新机制——epoll。
它的意思其实就是 “Event Poll（事件轮询）”，
但是它是内核来帮你盯着所有 socket，
有事才通知你，没事你就休息。

四、epoll 就像秘书一样

你是老板，公司有 100 个电话线。
你懒得一个个去听，就雇了个秘书。
你告诉她：

“帮我盯着所有电话，有哪个响了就叫我。”

这就是 epoll。

你用 epoll_ctl() 告诉它要监听哪些电话（socket），
然后在 epoll_wait() 那里等着，
有哪个 socket 有消息，它就会回来告诉你：

“老板，4 号电话有人说话啦！”

五、epoll 的三个主要函数

函数	作用
epoll_create1()	创建 epoll 实例（就像雇秘书）
epoll_ctl()	注册你要监听的 fd（告诉秘书看哪些电话）
epoll_wait()	等待事件发生（秘书喊你）

代码流程是这样：

int epfd = epoll_create1(0);  // 创建 epoll
epoll_event ev{}, events[10];ev.events = EPOLLIN; // 关心“可读事件”
ev.data.fd = sock_fd;
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, sock_fd, &ev); // 告诉 epoll 监听这个 fdint n = epoll_wait(epfd, events, 10, -1); // 等待事件发生
for (int i = 0; i < n; ++i) {std::cout << "fd " << events[i].data.fd << " is ready\n";
}

六、我自己写的小项目

我做了一个小 demo，
用 epoll 同时监听一个文件和一个 socket：

int file_fd = open("test.txt", O_RDONLY);
int sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);int epfd = epoll_create1(0);
epoll_event ev{}, events[10];// 把文件加进去（其实会报错）
ev.events = EPOLLIN;
ev.data.fd = file_fd;
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, file_fd, &ev);// 把 socket 加进去
ev.data.fd = sock_fd;
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, sock_fd, &ev);std::cout << "Waiting for events...\n";
int n = epoll_wait(epfd, events, 10, -1);
for (int i = 0; i < n; ++i)std::cout << "fd " << events[i].data.fd << " is ready for read.\n";

运行结果：

epoll_ctl add failed: Operation not permitted
[Epoll] Added fd=4 to epoll
[Epoll] Waiting for events...
[Epoll] Event count: 1→ fd 4 is ready for read.

原因：

• 文件不能用 epoll 监听（因为它永远是“可读”的，没有事件）；

• socket 可以，epoll 会在状态变化时通知你；

• 所以整个流程是完全通的 。

七、为什么 epoll 快

select()、poll() 是遍历所有连接（O(n)）。
epoll 是内核帮你维护“就绪列表”，
有事就放进队列里，你直接拿结果（O(1)）。

不管你有 10 个连接还是 1 万个连接，
epoll_wait() 只返回那些真的有事件的 fd，
这就是它能支撑高并发的原因。

八、学完今天的收获

学到的东西	说明
fd	系统用整数编号管理文件和 socket
socket	创建网络通信端点
epoll	内核级事件通知系统
文件 I/O vs 网络 I/O	epoll 只适用于会产生事件的 fd，比如 socket