epoll是在2.6内核中提出的，是之前的select和poll的增强版本。相对于select和poll来说，epoll更加灵活，没有描述符限制。epoll使用一个文件描述符管理多个描述符，将用户关系的文件描述符的事件存放到内核的一个事件表中，这样在用户空间和内核空间的copy只需一次。
2、epoll接口 epoll操作过程需要三个接口，分别如下： #include <sys/epoll.h> int epoll_create(int size); int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event); int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout); （1） int epoll_create(int size); 创建一个epoll的句柄，size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大。这个参数不同于select()中的第一个参数，给出最大监听的fd+1的值。需要注意的是，当创建好epoll句柄后，它就是会占用一个fd值，在linux下如果查看/proc/进程id/fd/，是能够看到这个fd的，所以在使用完epoll后，必须调用close()关闭，否则可能导致fd被耗尽。 （2）int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event); epoll的事件注册函数，它不同与select()是在监听事件时告诉内核要监听什么类型的事件epoll的事件注册函数，它不同与select()是在监听事件时告诉内核要监听什么类型的事件，而是在这里先注册要监听的事件类型。第一个参数是epoll_create()的返回值，第二个参数表示动作，用三个宏来表示： EPOLL_CTL_ADD：注册新的fd到epfd中； EPOLL_CTL_MOD：修改已经注册的fd的监听事件； EPOLL_CTL_DEL：从epfd中删除一个fd； 第三个参数是需要监听的fd，第四个参数是告诉内核需要监听什么事，struct epoll_event结构如下： struct epoll_event { __uint32_t events; /* Epoll events */ epoll_data_t data; /* User data variable */ }; events可以是以下几个宏的集合： 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； EPOLLPRI：表示对应的文件描述符有紧急的数据可读（这里应该表示有带外数据到来）； EPOLLERR：表示对应的文件描述符发生错误； EPOLLHUP：表示对应的文件描述符被挂断； EPOLLET： 将EPOLL设为边缘触发(Edge Triggered)模式，这是相对于水平触发(Level Triggered)来说的。 EPOLLONESHOT：只监听一次事件，当监听完这次事件之后，如果还需要继续监听这个socket的话，需要再次把这个socket加入到EPOLL队列里 （3） int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout); 等待事件的产生，类似于select()调用。参数events用来从内核得到事件的集合，maxevents告之内核这个events有多大，这个maxevents的值不能大于创建epoll_create()时的size，参数timeout是超时时间（毫秒，0会立即返回，-1将不确定，也有说法说是永久阻塞）。该函数返回需要处理的事件数目，如返回0表示已超时。 3、工作模式 epoll对文件描述符的操作有两种模式：LT（level trigger）和ET（edge trigger）。LT模式是默认模式，LT模式与ET模式的区别如下： LT模式：当epoll_wait检测到描述符事件发生并将此事件通知应用程序，应用程序可以不立即处理该事件。下次调用epoll_wait时，会再次响应应用程序并通知此事件。 ET模式：当epoll_wait检测到描述符事件发生并将此事件通知应用程序，应用程序必须立即处理该事件。如果不处理，下次调用epoll_wait时，不会再次响应应用程序并通知此事件。
ET模式在很大程度上减少了epoll事件被重复触发的次数，因此效率要比LT模式高。epoll工作在ET模式的时候，必须使用非阻塞套接口，以避免由于一个文件句柄的阻塞读/阻塞写操作把处理多个文件描述符的任务饿死。
LT(level triggered)是epoll缺省的工作方式，并且同时支持block和no-block socket.在这种做法中，内核告诉你一个文件描述符是否就绪了，然后你可以对这个就绪的fd进行IO操作。如果你不作任何操作，内核还是会继续通知你 的，所以，这种模式编程出错误可能性要小一点。传统的select/poll都是这种模型的代表． ET (edge-triggered)是高速工作方式，只支持no-block socket，它效率要比LT更高。ET与LT的区别在于，当一个新的事件到来时，ET模式下当然可以从epoll_wait调用中获取到这个事件，可是如果这次没有把这个事件对应的套接字缓冲区处理完，在这个套接字中没有新的事件再次到来时，在ET模式下是无法再次从epoll_wait调用中获取这个事件的。而LT模式正好相反，只要一个事件对应的套接字缓冲区还有数据，就总能从epoll_wait中获取这个事件。 因此，LT模式下开发基于epoll的应用要简单些，不太容易出错。而在ET模式下事件发生时，如果没有彻底地将缓冲区数据处理完，则会导致缓冲区中的用户请求得不到响应。
epoll的优点： 1.支持一个进程打开大数目的socket描述符(FD) select 最不能忍受的是一个进程所打开的FD是有一定限制的，由FD_SETSIZE设置，默认值是2048。对于那些需要支持的上万连接数目的IM服务器来说显然太少了。这时候你一是可以选择修改这个宏然后重新编译内核，不过资料也同时指出这样会带来网络效率的下降，二是可以选择多进程的解决方案(传统的 Apache方案)，不过虽然linux上面创建进程的代价比较小，但仍旧是不可忽视的，加上进程间数据同步远比不上线程间同步的高效，所以也不是一种完美的方案。不过 epoll则没有这个限制，它所支持的FD上限是最大可以打开文件的数目，这个数字一般远大于2048,举个例子,在1GB内存的机器上大约是10万左右，具体数目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看,一般来说这个数目和系统内存关系很大。 2.IO效率不随FD数目增加而线性下降 传统的select/poll另一个致命弱点就是当你拥有一个很大的socket集合，不过由于网络延时，任一时间只有部分的socket是"活跃"的，但是select/poll每次调用都会线性扫描全部的集合，导致效率呈现线性下降。但是epoll不存在这个问题，它只会对"活跃"的socket进行操作---这是因为在内核实现中epoll是根据每个fd上面的callback函数实现的。那么，只有"活跃"的socket才会主动的去调用 callback函数，其他idle状态socket则不会，在这点上，epoll实现了一个"伪"AIO，因为这时候推动力在os内核。在一些 benchmark中，如果所有的socket基本上都是活跃的---比如一个高速LAN环境，epoll并不比select/poll有什么效率，相反，如果过多使用epoll_ctl,效率相比还有稍微的下降。但是一旦使用idle connections模拟WAN环境,epoll的效率就远在select/poll之上了。 3.使用mmap加速内核与用户空间的消息传递 这点实际上涉及到epoll的具体实现了。无论是select,poll还是epoll都需要内核把FD消息通知给用户空间，如何避免不必要的内存拷贝就很重要，在这点上，epoll是通过内核于用户空间mmap同一块内存实现的。而如果你想我一样从2.5内核就关注epoll的话，一定不会忘记手工 mmap这一步的。 4.内核微调 这一点其实不算epoll的优点了，而是整个linux平台的优点。也许你可以怀疑linux平台，但是你无法回避linux平台赋予你微调内核的能力。比如，内核TCP/IP协议栈使用内存池管理sk_buff结构，那么可以在运行时期动态调整这个内存pool(skb_head_pool)的大小--- 通过echo XXXX>/proc/sys/net/core/hot_list_length完成。再比如listen函数的第2个参数(TCP完成3次握手的数据包队列长度)，也可以根据你平台内存大小动态调整。更甚至在一个数据包面数目巨大但同时每个数据包本身大小却很小的特殊系统上尝试最新的NAPI网卡驱动架构。
下面是一个使用的例子
服务端：
1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 #include <string.h> 4 #include <errno.h> 5 6 #include <netinet/in.h> 7 #include <sys/socket.h> 8 #include <arpa/inet.h> 9 #include <sys/epoll.h> 10 #include <unistd.h> 11 #include <sys/types.h> 12 13 #define IPADDRESS "127.0.0.1" 14 #define PORT 8787 15 #define MAXSIZE 1024 16 #define LISTENQ 5 17 #define FDSIZE 1000 18 #define EPOLLEVENTS 100 19 20 //函数声明 21 //创建套接字并进行绑定 22 static int socket_bind(const char* ip,int port); 23 //IO多路复用epoll 24 static void do_epoll(int listenfd); 25 //事件处理函数 26 static void 27 handle_events(int epollfd,struct epoll_event *events,int num,int listenfd,char *buf); 28 //处理接收到的连接 29 static void handle_accpet(int epollfd,int listenfd); 30 //读处理 31 static void do_read(int epollfd,int fd,char *buf); 32 //写处理 33 static void do_write(int epollfd,int fd,char *buf); 34 //添加事件 35 static void add_event(int epollfd,int fd,int state); 36 //修改事件 37 static void modify_event(int epollfd,int fd,int state); 38 //删除事件 39 static void delete_event(int epollfd,int fd,int state); 40 41 int main(int argc,char *argv[]) 42 { 43 int listenfd; 44 listenfd = socket_bind(IPADDRESS,PORT); 45 listen(listenfd,LISTENQ); 46 do_epoll(listenfd); 47 return 0; 48 } 49 50 static int socket_bind(const char* ip,int port) 51 { 52 int listenfd; 53 struct sockaddr_in servaddr; 54 listenfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); 55 if (listenfd == -1) 56 { 57 perror("socket error:"); 58 exit(1); 59 } 60 bzero(&servaddr,sizeof(servaddr)); 61 servaddr.sin_family = AF_INET; 62 inet_pton(AF_INET,ip,&servaddr.sin_addr); 63 servaddr.sin_port = htons(port); 64 if (bind(listenfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr)) == -1) 65 { 66 perror("bind error: "); 67 exit(1); 68 } 69 return listenfd; 70 } 71 72 static void do_epoll(int listenfd) 73 { 74 int epollfd; 75 struct epoll_event events[EPOLLEVENTS]; 76 int ret; 77 char buf[MAXSIZE]; 78 memset(buf,0,MAXSIZE); 79 //创建一个描述符 80 epollfd = epoll_create(FDSIZE); 81 //添加监听描述符事件 82 add_event(epollfd,listenfd,EPOLLIN); 83 for ( ; ; ) 84 { 85 //获取已经准备好的描述符事件 86 ret = epoll_wait(epollfd,events,EPOLLEVENTS,-1); 87 handle_events(epollfd,events,ret,listenfd,buf); 88 } 89 close(epollfd); 90 } 91 92 static void 93 handle_events(int epollfd,struct epoll_event *events,int num,int listenfd,char *buf) 94 { 95 int i; 96 int fd; 97 //进行选好遍历 98 for (i = 0;i < num;i++) 99 { 100 fd = events[i].data.fd; 101 //根据描述符的类型和事件类型进行处理 102 if ((fd == listenfd) &&(events[i].events & EPOLLIN)) 103 handle_accpet(epollfd,listenfd); 104 else if (events[i].events & EPOLLIN) 105 do_read(epollfd,fd,buf); 106 else if (events[i].events & EPOLLOUT) 107 do_write(epollfd,fd,buf); 108 } 109 } 110 static void handle_accpet(int epollfd,int listenfd) 111 { 112 int clifd; 113 struct sockaddr_in cliaddr; 114 socklen_t cliaddrlen; 115 clifd = accept(listenfd,(struct sockaddr*)&cliaddr,&cliaddrlen); 116 if (clifd == -1) 117 perror("accpet error:"); 118 else 119 { 120 printf("accept a new client: %s:%d\n",inet_ntoa(cliaddr.sin_addr),cliaddr.sin_port); 121 //添加一个客户描述符和事件 122 add_event(epollfd,clifd,EPOLLIN); 123 } 124 } 125 126 static void do_read(int epollfd,int fd,char *buf) 127 { 128 int nread; 129 nread = read(fd,buf,MAXSIZE); 130 if (nread == -1) 131 { 132 perror("read error:"); 133 close(fd); 134 delete_event(epollfd,fd,EPOLLIN); 135 } 136 else if (nread == 0) 137 { 138 fprintf(stderr,"client close.\n"); 139 close(fd); 140 delete_event(epollfd,fd,EPOLLIN); 141 } 142 else 143 { 144 printf("read message is : %s",buf); 145 //修改描述符对应的事件，由读改为写 146 modify_event(epollfd,fd,EPOLLOUT); 147 } 148 } 149 150 static void do_write(int epollfd,int fd,char *buf) 151 { 152 int nwrite; 153 nwrite = write(fd,buf,strlen(buf)); 154 if (nwrite == -1) 155 { 156 perror("write error:"); 157 close(fd); 158 delete_event(epollfd,fd,EPOLLOUT); 159 } 160 else 161 modify_event(epollfd,fd,EPOLLIN); 162 memset(buf,0,MAXSIZE); 163 } 164 165 static void add_event(int epollfd,int fd,int state) 166 { 167 struct epoll_event ev; 168 ev.events = state; 169 ev.data.fd = fd; 170 epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_ADD,fd,&ev); 171 } 172 173 static void delete_event(int epollfd,int fd,int state) 174 { 175 struct epoll_event ev; 176 ev.events = state; 177 ev.data.fd = fd; 178 epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_DEL,fd,&ev); 179 } 180 181 static void modify_event(int epollfd,int fd,int state) 182 { 183 struct epoll_event ev; 184 ev.events = state; 185 ev.data.fd = fd; 186 epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_MOD,fd,&ev); 187 }服务端：
1 #include <netinet/in.h> 2 #include <sys/socket.h> 3 #include <stdio.h> 4 #include <string.h> 5 #include <stdlib.h> 6 #include <sys/epoll.h> 7 #include <time.h> 8 #include <unistd.h> 9 #include <sys/types.h> 10 #include <arpa/inet.h> 11 12 #define MAXSIZE 1024 13 #define IPADDRESS "127.0.0.1" 14 #define SERV_PORT 8787 15 #define FDSIZE 1024 16 #define EPOLLEVENTS 20 17 18 static void handle_connection(int sockfd); 19 static void 20 handle_events(int epollfd,struct epoll_event *events,int num,int sockfd,char *buf); 21 static void do_read(int epollfd,int fd,int sockfd,char *buf); 22 static void do_read(int epollfd,int fd,int sockfd,char *buf); 23 static void do_write(int epollfd,int fd,int sockfd,char *buf); 24 static void add_event(int epollfd,int fd,int state); 25 static void delete_event(int epollfd,int fd,int state); 26 static void modify_event(int epollfd,int fd,int state); 27 28 int main(int argc,char *argv[]) 29 { 30 int sockfd; 31 struct sockaddr_in servaddr; 32 sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); 33 bzero(&servaddr,sizeof(servaddr)); 34 servaddr.sin_family = AF_INET; 35 servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); 36 inet_pton(AF_INET,IPADDRESS,&servaddr.sin_addr); 37 connect(sockfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr)); 38 //处理连接 39 handle_connection(sockfd); 40 close(sockfd); 41 return 0; 42 } 43 44 45 static void handle_connection(int sockfd) 46 { 47 int epollfd; 48 struct epoll_event events[EPOLLEVENTS]; 49 char buf[MAXSIZE]; 50 int ret; 51 epollfd = epoll_create(FDSIZE); 52 add_event(epollfd,STDIN_FILENO,EPOLLIN); 53 for ( ; ; ) 54 { 55 ret = epoll_wait(epollfd,events,EPOLLEVENTS,-1); 56 handle_events(epollfd,events,ret,sockfd,buf); 57 } 58 close(epollfd); 59 } 60 61 static void 62 handle_events(int epollfd,struct epoll_event *events,int num,int sockfd,char *buf) 63 { 64 int fd; 65 int i; 66 for (i = 0;i < num;i++) 67 { 68 fd = events[i].data.fd; 69 if (events[i].events & EPOLLIN) 70 do_read(epollfd,fd,sockfd,buf); 71 else if (events[i].events & EPOLLOUT) 72 do_write(epollfd,fd,sockfd,buf); 73 } 74 } 75 76 static void do_read(int epollfd,int fd,int sockfd,char *buf) 77 { 78 int nread; 79 nread = read(fd,buf,MAXSIZE); 80 if (nread == -1) 81 { 82 perror("read error:"); 83 close(fd); 84 } 85 else if (nread == 0) 86 { 87 fprintf(stderr,"server close.\n"); 88 close(fd); 89 } 90 else 91 { 92 if (fd == STDIN_FILENO) 93 add_event(epollfd,sockfd,EPOLLOUT); 94 else 95 { 96 delete_event(epollfd,sockfd,EPOLLIN); 97 add_event(epollfd,STDOUT_FILENO,EPOLLOUT); 98 } 99 } 100 } 101 102 static void do_write(int epollfd,int fd,int sockfd,char *buf) 103 { 104 int nwrite; 105 nwrite = write(fd,buf,strlen(buf)); 106 if (nwrite == -1) 107 { 108 perror("write error:"); 109 close(fd); 110 } 111 else 112 { 113 if (fd == STDOUT_FILENO) 114 delete_event(epollfd,fd,EPOLLOUT); 115 else 116 modify_event(epollfd,fd,EPOLLIN); 117 } 118 memset(buf,0,MAXSIZE); 119 } 120 121 static void add_event(int epollfd,int fd,int state) 122 { 123 struct epoll_event ev; 124 ev.events = state; 125 ev.data.fd = fd; 126 epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_ADD,fd,&ev); 127 } 128 129 static void delete_event(int epollfd,int fd,int state) 130 { 131 struct epoll_event ev; 132 ev.events = state; 133 ev.data.fd = fd; 134 epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_DEL,fd,&ev); 135 } 136 137 static void modify_event(int epollfd,int fd,int state) 138 { 139 struct epoll_event ev; 140 ev.events = state; 141 ev.data.fd = fd; 142 epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_MOD,fd,&ev); 143 }