概述

在网络编程中，高效地处理大量并发连接是一个关键问题。而Linux提供的epoll机制成为了解决这个问题的重要工具。epoll是一种I/O事件通知机制，通过三个主要函数，即epoll_create、epoll_ctl和epoll_wait，实现了高性能的事件驱动并发编程。让我们深入了解这三个函数以及它们的使用方法。

1. epoll_create - 创建一个epoll实例

int epoll_create(int size);

size：创建的红黑树的监听节点数量。（仅供内核参考。）
返回值：指向新创建的红黑树的根节点的 fd。
-1：代表错误

2. epoll_ctl - 控制epoll实例的事件

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

epfd：epoll_create 函数的返回值。 epfd
op：对该监听红黑数所做的操作。
EPOLL_CTL_ADD 添加fd到 监听红黑树
EPOLL_CTL_MOD 修改fd在 监听红黑树上的监听事件。
EPOLL_CTL_DEL 将一个fd 从监听红黑树上摘下（取消监听）
fd：待监听的fd
event： 本质 struct epoll_event 结构体指针
返回值：成功 0； 失败： -1 errno

结构体介绍

struct epoll_event {
		__uint32_t events; /* Epoll events */
		epoll_data_t data; /* User data variable */
	};
	typedef union epoll_data {
		void *ptr;
		int fd;
		uint32_t u32;
		uint64_t u64;
	} epoll_data_t;

events取值：

EPOLLIN ： 表示对应的文件描述符可以读（包括对端SOCKET正常关闭）
EPOLLOUT： 表示对应的文件描述符可以写
EPOLLERR： 表示对应的文件描述符发生错误
等等（不重要）

data： 联合体（共用体）：

int fd; 对应监听事件的 fd
void *ptr； 回调函数
uint32_t u32;
uint64_t u64;

3. epoll_wait - 等待事件发生

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

epoll_wait函数用于等待事件发生，当事件发生时将返回就绪的文件描述符以及对应的事件类型。参数包括：

epfd：epoll_create 函数的返回值。 epfd

events：传出参数，【数组】， 满足监听条件的 那些 fd 结构体。

maxevents：上面数组元素的总个数。 eg:struct epoll_event evnets[1024]->1024

timeout：
-1: 阻塞
0： 不阻塞
大于0: 超时时间 （毫秒）
返回值：
大于0: 满足监听的 总个数。 可以用作循环上限。
0： 没有fd满足监听事件
-1：失败。 errno

伪代码

关于代码实现可以参考：链接
epoll实现多路IO转接思路：

lfd = socket（）;			监听连接事件lfd
bind();
listen();

int epfd = epoll_create(1024);				epfd, 监听红黑树的树根。

struct epoll_event tep, ep[1024];			tep, 用来设置单个fd属性， ep 是 epoll_wait() 传出的满足监听事件的数组。

tep.events = EPOLLIN;					初始化  lfd的监听属性。
tep.data.fd = lfd

epoll_ctl(epfd， EPOLL_CTL_ADD, lfd, &tep);		将 lfd 添加到监听红黑树上。

while (1) {

	ret = epoll_wait(epfd， ep，1024， -1);			实施监听

	for (i = 0; i < ret; i++) {
		
		if (ep[i].data.fd == lfd) {				// lfd 满足读事件，有新的客户端发起连接请求

			cfd = Accept();

			tep.events = EPOLLIN;				初始化  cfd的监听属性。
			tep.data.fd = cfd;

			epoll_ctl(epfd， EPOLL_CTL_ADD, cfd, &tep);

		} else {						cfd 们 满足读事件， 有客户端写数据来。

			n = read(ep[i].data.fd, buf, sizeof(buf));

			if ( n == 0) {

				close(ep[i].data.fd);

				epoll_ctl(epfd， EPOLL_CTL_DEL, ep[i].data.fd , NULL);	// 将关闭的cfd，从监听树上摘下。

			} else if （n > 0） {

				小--大
				write(ep[i].data.fd, buf, n);
			}
		}
	}

总结

通过使用epoll_create、epoll_ctl和epoll_wait这三个主要函数，我们可以充分利用Linux的epoll机制来实现高效的事件驱动并发编程。首先，通过创建epoll实例，我们能够监控多个文件描述符。然后，使用epoll_ctl函数来添加、修改和删除需要监控的事件。最后，通过调用epoll_wait函数来等待事件的发生并处理就绪的文件描述符。

这些函数的合理使用可以帮助我们有效地管理大量并发连接，提高系统的性能和响应能力。当然，在实际应用中，我们还需要结合其他的网络编程知识和技巧，以实现更加稳定和高效的网络应用程序