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epoll的实现原理：
epoll模型是linux下性能最高的IO多路转接，在epoll下就绪事件变得不同。
对于可读事件就绪就是接受缓冲区的数据大小大于低水位标记（一般为一字节）；
对于可写事件就绪就是可写缓冲区的空闲空间大小大于低水位标记（1B）；
epoll在内核中是一红黑树进行节点的删除和添加，还有一个rdlist双向链表，用来存储就绪事件的链表；epoll也是采用事件结构来进行监控的；
1.epoll的3个函数及其功能的实现：
创建epoll结点：int epoll_creat(int size)
1. 在操作系统内核构建一个红黑树
节点 ： 表示要关心的哪个文件描述符的事件
key键 ：用文件描述符作为key键
2. 在操作系统内核构建一个回调机制
作用：就是减少了操作系统的开销（不用操作系统再去轮询的找就绪事件）
有这么一个机制告诉我们，我们所关心的文件描述符的时间已经就绪
3. 在操作系统内核构建一个就绪队列
如何构建的：有了回调机制，告诉了我们所关心的文件描述符的事件已经就绪
接下来就是把该文件描述符拷贝到就绪队列中；等我们处理的时候
就不用轮询的去找就绪事件，而是 从就绪队列的开始找epoll_wait（）
的返回值（>0,成功的情况下）这么大的一个区间，
这段区间就是当前的就绪事件
这三个组在一起的返回值是fd(文件描述符)；
向epoll树上添加结点，删除结点，修改结点：int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)：
poll的事件注册函数：要关心哪个文件描述符的事件
1. 第一个参数是epoll_create()的返回值：一个文件描述符；
2.第二个参数表示动作，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；
3. 第三个参数是需要监听的fd ；
4. 第四个参数是告诉内核需要监听什么事 .
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（这个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(LevelTriggered)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队列中。
开始监控：int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);
返回 ：关心事件已经就绪的事件
1. > 0 :满足就绪条件的事件个数
2. 0 : 在规定的时间内没有事件发生(超出timeout设置的时间)
3. -1 ：错误
原因由errno标识；此时中间三个参数的值变得不可预测。
2.epoll的两种工作方式：
1. 水平触发(LT): 默认的
2. 边缘触发(ET)
另外：selete 和 poll其实也是在LT工作模式下的；而epoll是可以支持LT，又可以支持ET
从我们的 epoll_ctl()中的第四个参数 struct epoll_event *event 可以看出，
这里的结构体epoll_event中有一个字段： events；而这里的参数有一个：
EPOLLET： 将EPOLL设为边缘触发(Edge Triggered)模式，
这是相对于水平触发(LevelTriggered)来说的。
这就是将LT默认的方式变成ET模式的方式。
下面我们来讲一下ET模式和LT模式的区别：
关于ET模式和LT模式的区别：
假如 ：
- 我有5个快递，当一个快递到的时候，快递员就打电话让你取，一直打直到你把这个快递取走为止，下一个你的来了依然如此；很显然这样的快递员工作方式效率会很慢。
上面的就是属于LT模式；
2… 同样的，如果你有5个快递，当一个快递到的时候，快递员第一次给你送的的时候打一次电话，你不来他就替你收着（而这个时候，快递员不会等你），第二个你的来了再给你打一次，你不来他依然替你收着，每次只有快递数量变化的时候才会打电话，这个时候只有你哪一次有时间，将所有的快递都拿走。此种方式效率较高：因为快递员并没有去等
这种模式属于 ET模式；
LT模式 ：
1. 当epoll检测到socket上的事件就绪时，可以不立即处理或者只处理一部分
（例如：2KB的数据好了，此时可以一次读1KB，然后剩1KB)
2. 在第二次调用epoll_wait的时候它依然会立即通知你,并且通知socket的读事件就绪
直到缓存区内的数据都读完了，epoll_wait才不会立即返回
3. 支持非阻塞与阻塞
ET模式 ：
1. 当epoll检测到socket上的事件就绪时，必须立即处理
（例如：2KB的数据好了，此时可以一次读1KB，然后剩1KB)
2. 但是在第二次调用epoll_wait的时候，它不再立即返回通知你
也就是说，ET模式下，数据就绪以后只有一次处理机会，所以要么不读，要么读完，
不会有只读一部分的情况
（只有在数据从 无变有 或者 少变多 的时候，才会通知你）
3. 性能比LT高
4. 只能采用非阻塞
另外为什么ET模式只支持非阻塞读写呢？
因为： 数据就绪只通知一次，必须在通知后，一次处理完
也就是说：如果使用ET模式，当数据就绪的时候就要一直读，直到数据读完为止
1. 但是如果当前的fd是阻塞的，而读是循环的：那么在读完缓存区的时候，
如果对端每一偶数据在写进来，那么该read函数就会一直阻塞，
这不符合逻辑，不能这么使用
2. 那么就需要将fd设置成非阻塞，当没有数据的时候，read虽然读取不到任何的数据，
但是肯定不会被阻塞住，那么此时说明缓冲区内数据已经读完，read返回继续后序的逻辑
3.epoll的优缺点：
epoll的优缺点：
优点
1）epoll没有监控的上线
2）采用事件结构简化了select监控集合的监控流程
3）epoll是一个异步阻塞操作，发起调用，让操作系统进行文件描述符的监控，使用事件回调函数对描述符进行监控，避免了select的遍历轮询，性能不会随着文件描述符增多而下降
4）epoll发起调用进行等待，循环判断内核中epoll就绪时间链表是不是为空来确定是否有就绪事件，若有就绪事件，则将对应的事件拷贝到用户态，直接告诉了用户那些描述符就绪了，不需要循环判断。
5）epoll描述符的事件结构，只需要向内核中拷贝一次，不需要每次都拷贝
缺点：
1）不能跨平台；
2）延时时间只能精确到毫秒；
4.实现epoll版本的HTTP服务器：
步骤：
1）第一步告诉内核要开始对文件描述符进行监控了
2）操作系统对描述符进行监控，采用的是事件触发方式进行监控。为每一个要监控的描述符都定义了一个事件，并且对这个事件都有回调函数（ep_poll_callback()）。
3）这个事件回调函数要做的就是将就绪的这个描述符所对应的epoll_event事件结构添加到双向链表中（将事件结构地址添加到双向链表中）
4）epoll_wait并没有立即返回，是每隔一会儿来看看双向链表中是否为空，进而判断是否有描述符就绪。
5）若链表不为空的话就表示有文件描述符就绪，则epoll_wait直接返回。在返回之前，将就绪的描述符对应事件结构向用户太拷贝一份，
6）epoll会将就绪描述符对应的事件拷贝到用户态，直接告诉用户有那些描述符就绪，进而用户可以直接操作就绪的描述符;
MakeFile的实现：
epoll_server:epoll_server.c
gcc $^ -o $@
epoll_server.c :
#include <sys/epoll.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/select.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
void handler_events(int epfd,struct epoll_event revs[],int num,int listen_sock)
{
struct epoll_event ev;
int i = 0;
for( ; i < num; i++ )
{
int fd = revs[i].data.fd;
// 如果是监听文件描述符，则调用accept接受新连接
if( fd == listen_sock && (revs[i].events & EPOLLIN) )
{
struct sockaddr_in client;
socklen_t len = sizeof(client);
int new_sock = accept(fd,(struct sockaddr *)&client,&len);
if( new_sock < 0 )
{
perror("accept fail ... \n");
continue;
}
printf("get a new link![%s:%d]\n",inet_ntoa(client.sin_addr),ntohs(client.sin_port));
//因为只是一个http协议：连接成功后，下面就是要 请求和响应
// 而服务器端响应之前：要先去读客户端要请求的内容
ev.events = EPOLLIN;
ev.data.fd = new_sock;
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,new_sock,&ev);
continue;
}
// 如果是普通文件描述符，则调用read提供读取数据的服务
if(revs[i].events & EPOLLIN)
{
char buf[10240];
ssize_t s = read(fd,buf,sizeof(buf)-1);
if( s > 0 )// 读成功了
{
buf[s] = 0;
printf(" %s ",buf);
// 读成功后，就是要给服务端响应了
// 而这里的事件是只读事件，所以要进行修改
ev.events = EPOLLOUT;// 只写事件
ev.data.fd = fd;
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,fd,&ev);// 其中EPOLL_CTL_MOD 表示修改
}
else if( s == 0 )
{
printf(" client quit...\n ");
close(fd);// 这里的fd 就是 revs[i].fd
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,fd,NULL);// 连接关闭，那么就要把描述该连接的描述符关闭
}
else// s = -1 失败了
{
printf("read fai ...\n");
close(fd);// 这里的fd 就是 revs[i].fd
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,fd,NULL);// 连接关闭，那么就要把描述该连接的描述符关闭
}
continue;
}
// 服务器端给客户端响应: 写
if( revs[i].events & EPOLLOUT )
{
const char* echo = "HTTP/1.1 200 ok \r\n\r\n<html>hello epoll server!!!</html>\r\n";
write(fd,echo,strlen(echo));
close(fd);
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,fd,NULL);
}
}
}
int startup( int port )
{
// 1. 创建套接字
int sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//这里第二个参数表示TCP
if( sock < 0 )
{
perror("socket fail...\n");
exit(2);
}
// 2. 解决TIME_WAIT时，服务器不能重启问题；使服务器可以立即重启
int opt = 1;
setsockopt(sock,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&opt,sizeof(opt));
struct sockaddr_in local;
local.sin_family = AF_INET;
local.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);// 地址为任意类型
local.sin_port = htons(port);// 这里的端口号也可以直接指定8080
// 3. 绑定端口号
if( bind(sock,(struct sockaddr *)&local,sizeof(local)) < 0 )
{
perror("bind fail...\n");
exit(3);
}
// 4. 获得监听套接字
if( listen(sock,5) < 0 )
{
perror("listen fail...\n");
exit(4);
}
return sock;
}
int main(int argc,char* argv[] )
{
if( argc != 2 )
{
printf("Usage:%s port\n ",argv[0]);
return 1;
}
// 1. 创建一个epoll模型: 返回值一个文件描述符
int epfd = epoll_create(256);
if( epfd < 0 )
{
perror("epoll_create fail...\n");
return 2;
}
// 2. 获得监听套接字
int listen_sock = startup(atoi(argv[1]));//端口号传入的时候是以字符串的形式传入的,需要将其转为整型
// 3. 初始化结构体----监听的结构列表
struct epoll_event ev;
ev.events = EPOLLIN;//关心读事件
ev.data.fd = listen_sock;// 关心的描述文件描述符
// 4. epoll的事件注册函数---添加要关心的文件描述符的只读事件
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listen_sock,&ev);
struct epoll_event revs[128];
int n = sizeof(revs)/sizeof(revs[0]);
int timeout = 3000;
int num = 0;
while(1)
{
// 5 . 开始调用epoll等待所关心的文件描述符集就绪
switch( num = epoll_wait(epfd,revs,n,timeout) )
{
case 0:// 表示词状态改变前已经超过了timeout的时间
printf("timeout...\n");
continue;
case -1:// 失败了
printf("epoll_wait fail...\n");
continue;
default: // 成功了
handler_events(epfd,revs,num,listen_sock);
break;
}
}
close(epfd);
close(listen_sock);
return 0;
}