epoll是多路復(fù)用IO(I/O Multiplexing)中的一種方式,但是僅用于linux2.6以上內(nèi)核,在開(kāi)始討論這個(gè)問(wèn)題之前,先來(lái)解釋一下為什么需要多路復(fù)用IO.
以一個(gè)生活中的例子來(lái)解釋.
假設(shè)你在大學(xué)中讀書,要等待一個(gè)朋友來(lái)訪,而這個(gè)朋友只知道你在A號(hào)樓,但是不知道你具體住在哪里,于是你們約好了在A號(hào)樓門口見(jiàn)面.
如果你使用的阻塞IO模型來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題,那么你就只能一直守候在A號(hào)樓門口等待朋友的到來(lái),在這段時(shí)間里你不能做別的事情,不難知道,這種方式的效率是低下的.
現(xiàn)在時(shí)代變化了,開(kāi)始使用多路復(fù)用IO模型來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題.你告訴你的朋友來(lái)了A號(hào)樓找樓管大媽,讓她告訴你該怎么走.這里的樓管大媽扮演的就是多路復(fù)用IO的角色.
進(jìn)一步解釋select和epoll模型的差異.
select版大媽做的是如下的事情:比如同學(xué)甲的朋友來(lái)了,select版大媽比較笨,她帶著朋友挨個(gè)房間進(jìn)行查詢誰(shuí)是同學(xué)甲,你等的朋友來(lái)了,于是在實(shí)際的代碼中,select版大媽做的是以下的事情:
int n = select(&readset,NULL,NULL,100);
for (int i = 0; n > 0; ++i)
{
if (FD_ISSET(fdarray[i], &readset))
{
do_something(fdarray[i]);
--n;
}
}
epoll版大媽就比較先進(jìn)了,她記下了同學(xué)甲的信息,比如說(shuō)他的房間號(hào),那么等同學(xué)甲的朋友到來(lái)時(shí),只需要告訴該朋友同學(xué)甲在哪個(gè)房間即可,不用自己親自帶著人滿大樓的找人了.于是epoll版大媽做的事情可以用如下的代碼表示:
n=epoll_wait(epfd,events,20,500);
for(i=0;i<n;++i)
{
do_something(events[n]);
}
在epoll中,關(guān)鍵的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)epoll_event定義如下:
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 */
};
可以看到,epoll_data是一個(gè)union結(jié)構(gòu)體,它就是epoll版大媽用于保存同學(xué)信息的結(jié)構(gòu)體,它可以保存很多類型的信息:fd,指針,等等.有了這個(gè)結(jié)構(gòu)體,epoll大媽可以不用吹灰之力就可以定位到同學(xué)甲.
別小看了這些效率的提高,在一個(gè)大規(guī)模并發(fā)的服務(wù)器中,輪詢IO是最耗時(shí)間的操作之一.再回到那個(gè)例子中,如果每到來(lái)一個(gè)朋友樓管大媽都要全樓的查詢同學(xué),那么處理的效率必然就低下了,過(guò)不久樓底就有不少的人了.
對(duì)比最早給出的阻塞IO的處理模型, 可以看到采用了多路復(fù)用IO之后, 程序可以自由的進(jìn)行自己除了IO操作之外的工作, 只有到IO狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)候由多路復(fù)用IO進(jìn)行通知, 然后再采取相應(yīng)的操作, 而不用一直阻塞等待IO狀態(tài)發(fā)生變化了.
從上面的分析也可以看出,epoll比select的提高實(shí)際上是一個(gè)用空間換時(shí)間思想的具體應(yīng)用.