Epoll的理解

进程B

多路复用这个词多出现在网络编程，首先理解多路.多路：有多个客户端连接，一路就是一个连接复用：一个进程或线程处理上面所有的连接。如果不复用又需要同时服务多个客户端，需要多线程或多进程，这个就不是复用了

fdlist

epoll_ctl()

CPU

工作队列

等待队列

IRQ

select和poll的缺陷：每次调用都需要提供所有需要监听的socket文件描述符集合，由于主线程时轮询调用select/poll，这样就频繁的涉及到用户态和内核态的数据拷贝；返回值为int，不能确定哪些socket处于就绪状态，只能进行新的一轮遍历socket文件描述集合。

sfd

网卡

LT(Level Triger)水平触发

执行

读缓冲区

ET(edge-triggered)是高速工作方式，只支持no-block socket。在这种模式下，当描述符从未就绪变为就绪时，内核通过epoll告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪，并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知，直到你做了某些操作导致那个文件描述符不再为就绪状态了(比如，你在发送，接收或者接收请求，或者发送接收的数据少于一定量时导致了一个EWOULDBLOCK 错误）。但是请注意，如果一直不对这个fd作IO操作(从而导致它再次变成未就绪)，内核不会发送更多的通知(only once)。ET模式在很大程度上减少了epoll事件被重复触发的次数，因此效率要比LT模式高。epoll工作在ET模式的时候，必须使用非阻塞套接口，以避免由于一个文件句柄的阻塞读/阻塞写操作把处理多个文件描述符的任务饿死。

需要监听的socket fdlist红黑树结构

LT(level triggered)是缺省的工作方式，并且同时支持block和no-block socket。在这种做法中，内核告诉你一个文件描述符是否就绪了，然后你可以对这个就绪的fd进行IO操作。如果你不作任何操作，内核还是会继续通知你的。

就绪列表rdlist双向链表结构

中断程序

socket

ET(Edge Triger)水平触发

epoll_wait()

1.epoll_create函数会去创建eventpoll对象，eventpoll对象中维护了需要监听的socket文件描述符列表、就绪列表、以及进程等待队列。2.epoll_ctl()函数会把需要监听的socket添加到socket文件描述符列表中，同时会把eventpoll对象添加到这个socket对象的等待队列中。eventpoll这个等待列表的数据结构是红黑树。红黑树是一个自平衡的二叉查询树，查询复杂度为O(logN)，添加删除也都很快。3.当执行到epoll_wait()函数时，如果就绪列表中没有数据，则挂起当前进程（将当前进程从工作队列移到eventpoll对象的等待队列中，挂起当前进程）；如果有数据，则直接返回。4.网络中断响应。当客户端向服务端发送数据时，网卡接受到数据后，通过硬件的DMA把socket数据拷贝到内存，这步前是没有CPU参与的。然后网卡发出网络数据发送完毕中断事件，CPU接收到中断事件后，让出执行权去执行中断程序。中断程序首先会去读取并解析内存中的数据并复制到socket的读缓冲区，然后去检查socket的等待队列，此时队列中是eventpoll对象引用，然后将当前socket添加到eventpoll对象的就绪列表的末尾。同时也会检查eventpoll对象中等待队列中进程，把她们移动到工作队列，那么这个进程又可以获得CPU执行权。就绪列表使用了双向链表的数据结构，方便快速的插入。下一次执行到epoll_wait函数时，就绪列表就有数据了。

写缓冲区

eventpoll

typedef union epoll_data { void *ptr; int fd; uint32_t u32; uint64_t u64;} epoll_data_t;struct epoll_event { uint32_t events; /* Epoll events */ epoll_data_t data; /* User data variable */};

进程A

epfd

进程C

内核空间

在调用epoll_wait()函数时，会传入一个socket事件数组指针，在epoll_wait函数返回前，会将就绪的socket引用写入这个数组指针中，然后返回。epoll_wait()函数有一个超时参数，为0时相当于非阻塞。

epoll_create()