概述

在網絡編程中，高效地處理大量并發連接是一個關鍵問題。而Linux提供的epoll機制成為了解決這個問題的重要工具。epoll是一種I/O事件通知機制，通過三個主要函數，即epoll_create、epoll_ctl和epoll_wait，實現了高性能的事件驅動并發編程。讓我們深入了解這三個函數以及它們的使用方法。

1. epoll_create - 創建一個epoll實例

int epoll_create(int size);

size：創建的紅黑樹的監聽節點數量。（僅供內核參考。）
返回值：指向新創建的紅黑樹的根節點的 fd。
-1：代表錯誤

2. epoll_ctl - 控制epoll實例的事件

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

epfd：epoll_create 函數的返回值。 epfd
op：對該監聽紅黑數所做的操作。
EPOLL_CTL_ADD 添加fd到 監聽紅黑樹
EPOLL_CTL_MOD 修改fd在 監聽紅黑樹上的監聽事件。
EPOLL_CTL_DEL 將一個fd 從監聽紅黑樹上摘下（取消監聽）
fd：待監聽的fd
event： 本質 struct epoll_event 結構體指針
返回值：成功 0； 失敗： -1 errno

結構體介紹

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 ： 表示對應的文件描述符可以讀（包括對端SOCKET正常關閉）
EPOLLOUT： 表示對應的文件描述符可以寫
EPOLLERR： 表示對應的文件描述符發生錯誤
等等（不重要）

data： 聯合體（共用體）：

int fd; 對應監聽事件的 fd
void *ptr； 回調函數
uint32_t u32;
uint64_t u64;

3. epoll_wait - 等待事件發生

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

epoll_wait函數用于等待事件發生，當事件發生時將返回就緒的文件描述符以及對應的事件類型。參數包括：

epfd：epoll_create 函數的返回值。 epfd

events：傳出參數，【數組】， 滿足監聽條件的 那些 fd 結構體。

maxevents：上面數組元素的總個數。 eg:struct epoll_event evnets[1024]->1024

timeout：
-1: 阻塞
0： 不阻塞
大于0: 超時時間 （毫秒）
返回值：
大于0: 滿足監聽的 總個數。 可以用作循環上限。
0： 沒有fd滿足監聽事件
-1：失敗。 errno

偽代碼

關于代碼實現可以參考：鏈接
epoll實現多路IO轉接思路：

lfd = socket（）;			監聽連接事件lfd
bind();
listen();int epfd = epoll_create(1024);				epfd, 監聽紅黑樹的樹根。struct epoll_event tep, ep[1024];			tep, 用來設置單個fd屬性， ep 是 epoll_wait() 傳出的滿足監聽事件的數組。tep.events = EPOLLIN;					初始化  lfd的監聽屬性。
tep.data.fd = lfdepoll_ctl(epfd， EPOLL_CTL_ADD, lfd, &tep);		將 lfd 添加到監聽紅黑樹上。while (1) {ret = epoll_wait(epfd， ep，1024， -1);			實施監聽for (i = 0; i < ret; i++) {if (ep[i].data.fd == lfd) {				// lfd 滿足讀事件，有新的客戶端發起連接請求cfd = Accept();tep.events = EPOLLIN;				初始化  cfd的監聽屬性。tep.data.fd = cfd;epoll_ctl(epfd， EPOLL_CTL_ADD, cfd, &tep);} else {						cfd 們 滿足讀事件， 有客戶端寫數據來。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);	// 將關閉的cfd，從監聽樹上摘下。} else if （n > 0） {小--大write(ep[i].data.fd, buf, n);}}}

總結

通過使用epoll_create、epoll_ctl和epoll_wait這三個主要函數，我們可以充分利用Linux的epoll機制來實現高效的事件驅動并發編程。首先，通過創建epoll實例，我們能夠監控多個文件描述符。然后，使用epoll_ctl函數來添加、修改和刪除需要監控的事件。最后，通過調用epoll_wait函數來等待事件的發生并處理就緒的文件描述符。

這些函數的合理使用可以幫助我們有效地管理大量并發連接，提高系統的性能和響應能力。當然，在實際應用中，我們還需要結合其他的網絡編程知識和技巧，以實現更加穩定和高效的網絡應用程序