一.epoll介绍

epoll 是 Linux 特有的 I/O 复用函数。它在实现和使用上与 select、poll 有很大差异。首先，epoll 使用一组函数来完成任务，而不是单个函数。其次，epoll 把用户关心的文件描述符上的事件放在内核里的一个事件表中。从而无需像 select 和 poll 那样每次调用都要重复传入文件描述符或事件集。但 epoll 需要使用一个额外的文件描述符，来唯一标识内核中的这个事件表。

二.epoll相关的函数

1.epoll_create

epoll_create()用于创建内核事件表
int epoll_create(int size);
成功返回内核事件表的文件描述符，失败返回-1
size 参数现在并不起作用，只是给内核一个提示，告诉它事件表需要多大。

2.epoll_ctl

epoll_ctl()用于操作内核事件表;
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
epoll_ctl()成功返回 0，失败返回-1
epfd 参数指定要操作的内核事件表的文件描述符
fd 参数指定要操作的文件描述符
op 参数指定操作类型：
EPOLL_CTL_ADD 往内核事件表中注册 fd 上的事件
EPOLL_CTL_MOD 修改 fd 上的注册事件
EPOLL_CTL_DEL 删除 fd 上的注册事件

3.epoll_wait

epoll_wait()用于在一段超时时间内等待一组文件描述符上的事件;
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);
epoll_wait()成功返回就绪的文件描述符的个数，失败返回-1，超时返回 0
epfd 参数指定要操作的内核事件表的文件描述符
events 参数是一个用户数组，这个数组仅仅在 epoll_wait 返回时保存内核检测到的所有就绪事件，而不像 select 和 poll 的数组参数那样既用于传入用户注册的事件，又用于输出内核检测到的就绪事件。这就极大地提高了应用程序索引就绪文件描述符的效率。
maxevents 参数指定用户数组的大小，即指定最多监听多少个事件，它必须大于0
timeout 参数指定超时时间，单位为毫秒，如果 timeout 为 0，则 epoll_wait 会立即返回，如果 timeout 为-1，则 epoll_wait 会一直阻塞，直到有事件就绪。

三.LT和ET模式

epoll 对文件描述符有两种操作模式：LT（Level Trigger，电平触发）模式和 ET（Edge Trigger，边沿触发）模式。LT 模式是默认的工作模式。当往 epoll 内核事件表中注册一个文件描述符上的 EPOLLET 事件时,epoll 将以高效的 ET 模式来操作该文

1.LT模式

于 LT 模式操作的文件描述符，当 epoll_wait 检测到其上有事件发生并将此事件通知应用程序后，应用程序可以不立即处理该事件。这样，当应用程序下一次调用 epoll_wait 时，还会再次向应用程序通告此事件，直到该事件被处理

2.ET模式

ET 模式操作的文件描述符，当 epoll_wait 检测到其上有事件发生并将此事件通知应用程序后，应用程序必须立即处理该事件，因为后续的 epoll_wait 调用将不再向应用程序通知这一事件。所以 ET 模式在很大程度上降低了同一个 epoll 事件被重复触发的次数，因此效率比 LT 模式高。

四.epoll实现TCP服务器

1.代码

(1)服务器端

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<pthread.h>
#include<string.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<netinet/in.h>
#include<sys/select.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/epoll.h>

#define MAXFD 10
int socket_init();
int accept_client(int sockfd);
void epoll_add(int epfd,int fd);
void epoll_del(int epfd,int fd);
int main()
{
    int sockfd=socket_init();
    if(sockfd==-1)
    {
        exit(0);
    }
    //创建内核事件表----红黑树
    int epfd=epoll_create(MAXFD);//大小没有实际意义
    if(epfd==-1)
    {
        exit(0);
    }
    
    epoll_add(epfd,sockfd);//添加sockfd到内核事件表

    struct epoll_event evs[MAXFD];//收集就绪描述符

    while(1)
    {
        int n=epoll_wait(epfd,evs,MAXFD,5000);
        if(n==-1)
        {
            printf("epoll wait error\n");
        }
        else if( n==0)
        {
            printf("time out\n");
        }
        else
        {
            for(int i=0;i<n;i++)
            {
                int fd=evs[i].data.fd;
                if(evs[i].events & EPOLLIN)
                {
                    if(fd==sockfd)
                    {
                        int c=accept_client(fd);
                        if(c!=-1)
                        {
                            epoll_add(epfd,c);
                        }
                    }
                    else
                    {
                        char buff[128]={0};
                        int num=recv(fd,buff,127,0);
                        if(num<=0)
                        {
                            epoll_del(epfd,fd);//从内核事件表移除
                            close(fd);
                            printf("client close\n");
                        }
                        else
                        {
                            printf("recv:%s\n",buff);
                            send(fd,"ok",2,0);
                        }
                    }

                }
                //if(evs[i].events & POLLOUT)
                //{

                //}
            }   
        }
    }
}

int socket_init()
{
    int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sockfd==-1)
    {
        return -1;
    }

    struct sockaddr_in saddr;
    memset(&saddr,0,sizeof(saddr));
    saddr.sin_family=AF_INET;
    saddr.sin_port=htons(5678);
    saddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");
    int res=bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));
    if(res==-1)
    {
        printf("bind error\n");
        return -1;
    }

    res=listen(sockfd,5);
    if(res==-1)
    {
        return -1;
    }

    return sockfd;
}
int accept_client(int sockfd)
{
    struct sockaddr_in caddr;
    int len=sizeof(caddr);
    int c=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&caddr,&len);
    return c;
}

void epoll_add(int epfd,int fd)
{
    struct epoll_event ev;
    ev.events=EPOLLIN;
    ev.data.fd=fd;

    if(epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,fd,&ev)==-1)
    {
        printf("epoll ctl add error\n");
    }
}
void epoll_del(int epfd,int fd)
{
    if(epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,fd,NULL)==-1)
    {
        printf("epoll ctl del srror\n");
    }
}

(2)客户端代码

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/socket.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<netinet/in.h>

int socket_init();

int main()
{
    int sockfd=socket_init();
    if(sockfd==-1)
    {
        exit(0);
    }

    while(1)
    {
        printf("input:");
        char buff[128]={0}; 
        fgets(buff,127,stdin);
        if(strncmp(buff,"end",3)==0)
        {
            break;
        }
        send(sockfd,buff,strlen(buff)-1,0);

        memset(buff,0,128);
        recv(sockfd,buff,127,0);
        printf("read:%s\n",buff);
    }
    close(sockfd);
    exit(0);
        
}

int socket_init()
{
    int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//tcp流式服务
    if(sockfd==-1)
    {
        printf("socket errror\n");
        return -1;
    }

    struct sockaddr_in saddr;
    memset(&saddr,0,sizeof(saddr));
    saddr.sin_family=AF_INET;
    saddr.sin_port=htons(5678);
    saddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");


    int res=connect(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));
    if(res==-1)
    {
        printf("connect error\n");
        return -1;
    }

    return sockfd;
}

2.运行结果截图