epoll内核原理与实现详解

目录

1 epoll相关理论基础

1.1 I/O多路复用技术

1.2 事件驱动模型

1.2.1 基本概念

1.2.2 优缺点分析

1.2.3 与epoll的关联

1.3 epoll机制简介

1.3.1 核心原理

1.3.2 优点

2 epoll内核原理

2.1 epoll数据结构

2.1.1 主要数据结构

2.1.2 数据结构关系

2.2 epoll工作流程

2.2.1 事件注册

2.2.2 等待事件

2.2.3 事件处理

2.3 epoll内核函数分析

2.3.1 epoll_create

2.3.2 epoll_ctl

2.3.3 epoll_wait

3 epoll实现与优化

3.1 epoll实现方案

3.1.1 模块划分

3.1.2 函数设计

3.2 性能优化策略

3.2.1 选择合适的触发模式：LT与ET

3.2.2 合理设置epoll参数

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1 epoll相关理论基础

1.1 I/O多路复用技术

在Linux网络编程领域，I/O多路复用技术构成了并发处理的核心支柱，它使单个进程或线程能够同时监听并处理多个I/O事件，显著提升了程序对并发请求的处理能力。

I/O多路复用技术的实现，依赖于内核提供的特定接口，如select、poll以及epoll等。这些接口允许用户程序在一个阻塞调用中，等待多个文件描述符（File Descriptor，简称FD）上的I/O事件发生。一旦这些被监听的FD中有任何一个就绪，即数据可读、可写或有异常发生，程序便会被内核唤醒，继续执行后续的操作。这种机制有效地解决了传统阻塞I/O模型中，程序只能等待一个I/O事件的问题，实现了对多个I/O事件的高效监听和处理。

深入Linux系统，我们可以发现select、poll和epoll是三种被广泛应用的I/O多路复用技术。其中，select是最早出现的一种，但它在处理大量FD时存在性能瓶