IO多路复用技术

讲解 epoll 技术前，我们先了解一下什么是IO 多路复用技术。

假设现在有一个服务器程序调用 accept 函数成功与客户端建立了连接，那么通过 accept 函数返回的通讯套接字，服务器就可以调用 write 往客户端写数据，也可以调用 read 读取从客户端发送过来的数据，这种单个线程去监听单个 IO 的读写情况我们就称为单路 IO 技术。

#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <string.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <unistd.h>#include <stdio.h>#define SERVER_PORT 8080int main(){int listen_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);int conn_fd = 0;char data[] = "Hello World!";struct sockaddr_in server_addr;memset(&server_addr,0,sizeof(server_addr));server_addr.sin_family = AF_INET;server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);bind(listen_fd,(struct sockaddr *)&server_addr,sizeof(server_addr));listen(listen_fd,32);while(1){conn_fd = accept(listen_fd,(struct sockaddr *)NULL,NULL);write(conn_fd,data,strlen(data));close(conn_fd);}close(listen_fd);return 0;}

那么什么是IO 多路复用技术呢？假设我们现在的主线程同时监听着多个 IO（可以理解为同时监听着很多个通讯套接字），当某个通讯套接字发来数据的时候，操作系统告诉我们哪个通讯套接字有数据发送过来，当可以往某个通讯套接字发送数据时，操作系统告诉我们哪个通讯套接字可以写数据。这种可以监视多个 IO 描述符的读写就绪情况，并且这些 IO 操作都可以在一个线程内并发执行就叫做多路 IO 复用，这里的复用是指复用同一个线程。

epoll 简介

了解了 IO 多路复用技术后，我们就来讲一下什么是 epoll。epoll 是一种典型的 IO 多路复用技术，epoll 最大的特点是支持高并发。传统 IO 多路复用技术 select、poll 由于操作系统的一些限制，在并发量上千级别的时候性能就会明显下降。

epoll 和 kqueue（freebsd）都是支持高并发的 IO 多路复用技术。epoll 是 Linux 内核 2.6 版本才引入的，更早的内核版本是不支持epoll 技术的。使用 epoll 技术，单独一台机器能支持少则数万多则数十万百万并发连接。高并发总是伴随着一定的系统资源消耗，比如需要内存去保存这个连接，因此并发量也总是有限的。

假如现在 epoll 有十万个连接，同一时刻有几十个客户端发送数据，epoll 只会检查这几十个客户端发送的数据，如果使用 poll 或者 select，它们会检查所有的连接是否有发送数据，就是挨个连接询问是否有发数据过来，相比之下 epoll 的性能优势显而易见。

很多服务器使用多进程或者多线程去支持高并发，但是创建进程或者线程切换都是比较消耗资源的，epoll 采用事件驱动机制，在单独的进程/线程中运行去收集、处理事件，没有创建进程或者线程切换的开销，因此更加高效。