一、原理
epoll使用mmap減少複製開銷。 並且epoll使用“事件”的就緒通知方式，通過epoll_ctl註冊fd，一旦該fd就緒，內核就會採用類似callback的回調機制來激活該fd，epoll_wait便可以收到通知。
二、最大連接數
雖然連接數有上限，但是很大，1G內存的機器上可以打開10萬左右的連接，2G內存的機器可以打開20萬左右的連接
三、效率
因爲epoll內核中實現是根據每個fd上的callback函數來實現的，只有活躍的socket纔會主動調用callback，所以在活躍socket較少的情況下，使用epoll沒有前面兩者的線性下降的性能問題，但是所有socket都很活躍的情況下，可能會有性能問題。
四、消息傳遞
epoll通過內核和用戶空間共享一塊內存來實現的，內核於用戶空間mmap同一塊內存。
五、EPOLL模型的工作模式
(1) LT模式
LT：level triggered，這是缺省的工作方式，同時支持block和no-block socket，在這種模式中，內核告訴你一個文件描述符是否就緒了，然後你可以對這個就緒的fd進行IO操作。如果你不作任何操作，內核還是會繼續通知你的，所以，這種模式編程出錯誤可能性要小一點。傳統的select/poll都是這種模型的代表。
(2) ET模式
LT：edge-triggered，這是高速工作方式，只支持no-block socket。在這種模式下，當描述符從未就緒變爲就緒時，內核就通過epoll告訴你，然後它會假設你知道文件描述符已經就緒，並且不會再爲那個文件描述符發送更多的就緒通知，直到你做了某些操作而導致那個文件描述符不再是就緒狀態(比如你在發送，接收或是接受請求，或者發送接收的數據少於一定量時導致了一個EWOULDBLOCK 錯誤)。但是請注意，如果一直不對這個fd作IO操作(從而導致它再次變成未就緒)，內核就不會發送更多的通知(only once)。不過在TCP協議中，ET模式的加速效用仍需要更多的benchmark確認。
六、EPOLL模型的使用方法
epoll用到的所有函數都是在頭文件sys/epoll.h中聲明的，
1.使用的數據結構： epoll_data、epoll_data_t、epoll_event
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 */
};
epoll_event 結構體的events字段是被觸發的事件，可能的取值爲：
EPOLLIN： 表示對應的文件描述符可以讀；
EPOLLOUT： 表示對應的文件描述符可以寫；
EPOLLPRI： 表示對應的文件描述符有緊急的數據可讀；
EPOLLERR： 表示對應的文件描述符發生錯誤；
EPOLLHUP： 表示對應的文件描述符被掛斷；
EPOLLET： 表示對應的文件描述符有事件發生；
聯合體epoll_data用來保存觸發事件的某個文件描述符相關的數據。例如一個client連接到服務器，服務器通過調用accept函數可以得到於這個client對應的socket文件描述符，可以把這文件描述符賦給epoll_data的fd字段，以便後面的讀寫操作在這個文件描述符上進行。
2.使用的函數：
(1)epoll_create
函數聲明：intepoll_create(int size)
函數說明：該函數生成一個epoll專用的文件描述符，其中的參數是指定生成描述符的最大範圍，告訴內核要監聽的數目。
(2) epoll_ctl函數
函數聲明：intepoll_ctl(int epfd,int op, int fd, struct epoll_event *event)
函數說明：該函數用於控制某個文件描述符上的事件，可以註冊事件、修改事件、刪除事件。
epfd：由 epoll_create 生成的epoll專用的文件描述符；
op：要進行的操作，可能的取值EPOLL_CTL_ADD 註冊、EPOLL_CTL_MOD 修改、EPOLL_CTL_DEL 刪除；
fd：關聯的文件描述符；
event：指向epoll_event的指針；
如果調用成功則返回0，不成功則返回-1。
(3) epoll_wait函數
函數聲明：int epoll_wait(int epfd, structepoll_event * events, int maxevents, int timeout)
函數說明：該函數用於輪詢I/O事件的發生。
epfd：由epoll_create 生成的epoll專用的文件描述符；
epoll_event：用於回傳代處理事件的數組；
maxevents：每次能處理的事件數；
timeout：等待I/O事件發生的超時值；
返回發生事件數。
調用流程：
1.通過create_epoll(int maxfds)來創建一個epoll的句柄，其中maxfds爲你的epoll所支持的最大句柄數。這個函數會返回一個新的epoll句柄，之後的所有操作都將通過這個句柄來進行操作。在用完之後，記得用close()來關閉這個創建出來的epoll句柄。
2.在網絡主循環裏面，調用epoll_wait(int epfd, epoll_event events, int max_events,int timeout)來查詢所有的網絡接口，看哪一個可以讀，哪一個可以寫。基本的語法爲：
nfds = epoll_wait(kdpfd, events, maxevents, -1);
其中kdpfd爲用epoll_create創建之後的句柄，events是一個epoll_event*的指針，當epoll_wait函數操作成功之後，events裏面將儲存所有的讀寫事件。max_events是當前需要監聽的所有socket句柄數。最後一個timeout參數指示 epoll_wait的超時條件，爲0時表示馬上返回；爲-1時表示函數會一直等下去直到有事件返回；爲任意正整數時表示等這麼長的時間，如果一直沒有事件，則會返回。一般如果網絡主循環是單線程，用-1來等待可以保證效率，如果是和主循環在同一個線程，可以用0來保證主循環的效率。
3.epoll_wait返回之後，需要進入一個循環，遍歷所有的事件。
七、EPOLL模型的一個實例
#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#define MAXLINE 10
#define OPEN_MAX 100
#define LISTENQ 20
#define SERV_PORT 5555
#define INFTIM 1000
void setnonblocking(int sock)
{
int opts;
opts = fcntl(sock, F_GETFL);
if(opts < 0)
{
perror("fcntl(sock, GETFL)");
exit(1);
}
opts = opts | O_NONBLOCK;
if(fcntl(sock, F_SETFL, opts) < 0)
{
perror("fcntl(sock,SETFL,opts)");
exit(1);
}
}
int main()
{
int i, maxi, listenfd, connfd, sockfd, epfd, nfds;
ssize_t n;
char line[MAXLINE];
socklen_t clilen;
//聲明epoll_event結構體的變量, ev用於註冊事件, events數組用於回傳要處理的事件
struct epoll_event ev,events[20];
//生成用於處理accept的epoll專用的文件描述符, 指定生成描述符的最大範圍爲256
epfd = epoll_create(256);
struct sockaddr_in clientaddr;
struct sockaddr_in serveraddr;
listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
setnonblocking(listenfd); //把用於監聽的socket設置爲非阻塞方式
ev.data.fd = listenfd; //設置與要處理的事件相關的文件描述符
ev.events = EPOLLIN | EPOLLET; //設置要處理的事件類型
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, listenfd, &ev); //註冊epoll事件
bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr));
serveraddr.sin_family = AF_INET;
char *local_addr = "200.200.200.204";
inet_aton(local_addr, &(serveraddr.sin_addr));
serveraddr.sin_port = htons(SERV_PORT); //或者htons(SERV_PORT);
bind(listenfd,(sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr));
listen(listenfd, LISTENQ);
maxi = 0;
for( ; ; )
{
nfds = epoll_wait(epfd, events, 20, 500); //等待epoll事件的發生
for(i = 0; i < nfds; ++i) //處理所發生的所有事件
{
if(events[i].data.fd == listenfd) //監聽事件
{
connfd = accept(listenfd, (sockaddr *)&clientaddr, &clilen);
if(connfd < 0)
{
perror("connfd<0");
exit(1);
}
setnonblocking(connfd); //把客戶端的socket設置爲非阻塞方式
char *str = inet_ntoa(clientaddr.sin_addr);
std::cout << "connect from " << str <<std::endl;
ev.data.fd=connfd; //設置用於讀操作的文件描述符
ev.events=EPOLLIN | EPOLLET; //設置用於注測的讀操作事件
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, connfd, &ev);
//註冊ev事件
}
else if(events[i].events&EPOLLIN) //讀事件
{
if ( (sockfd = events[i].data.fd) < 0)
{
continue;
}
if ( (n = read(sockfd, line, MAXLINE)) < 0) // 這裏和IOCP不同
{
if (errno == ECONNRESET)
{
close(sockfd);
events[i].data.fd = -1;
}
else
{
std::cout<<"readline error"<<std::endl;
}
}
else if (n == 0)
{
close(sockfd);
events[i].data.fd = -1;
}
ev.data.fd=sockfd; //設置用於寫操作的文件描述符
ev.events=EPOLLOUT | EPOLLET; //設置用於注測的寫操作事件
//修改sockfd上要處理的事件爲EPOLLOUT
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, sockfd, &ev);
}
else if(events[i].events&EPOLLOUT)//寫事件
{
sockfd = events[i].data.fd;
write(sockfd, line, n);
ev.data.fd = sockfd; //設置用於讀操作的文件描述符
ev.events = EPOLLIN | EPOLLET; //設置用於註冊的讀操作事件
//修改sockfd上要處理的事件爲EPOLIN
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, sockfd, &ev);
}
}
}
}