高效替代listen：Linux使用epoll实现网络事件驱动 (linux epoll代替listen)
随着互联网的普及，网络通信已经成为了现代社会交流和学习的重要手段。而在这个过程中，网络事件驱动就成为了不可或缺的技术。它可以有效地处理异步I/O，提高系统的并发能力和性能。Linux内核提供了一些事件驱动机制，其中最常见的是listen和select。但是，这些机制有时会存在性能瓶颈，难以满足高并发和大流量的需求。而epoll则是Linux内核提供的一种高效的事件驱动机制，可以很好地解决这个问题。
一、事件驱动模型简介
事件驱动模型是一种多任务处理方式，它通过注册事件回调函数来处理输入输出操作，从而提高系统并发能力和性能。在这种模型中，系统实现一个事件循环，通过不断地监听事件，等待事件发生并执行相应的回调函数来处理输入输出操作。
在事件驱动模型中，有两个重要的概念：
1.事件：可以是输入输出操作、定时器到期等等。
2.回调函数：当事件发生时，在事件循环内执行该函数，完成相应的操作。
事件驱动模型将事件与回调函数分离，使得系统可以在等待事件发生时，同时处理其他任务。同时，多个事件可以在同一进程内并行地处理，从而提高系统并发能力和性能。
二、传统的事件驱动机制
在Linux内核中，有两种常见的事件驱动机制，分别是listen和select。
1.listen
listen函数是Linux内核提供的一个基于TCP协议的网络事件驱动机制。它通过监听指定的端口，等待客户端连接请求并执行相应的回调函数。在这个过程中，如果无连接状态的客户端请求过多，系统性能就会降低，甚至崩溃。
2.select
select函数是Linux内核提供的一种I/O多路复用机制，可以同时监听多个文件描述符，并在这些文件描述符中有数据可读时执行相应的回调函数。但是，select存在一些限制，例如它只能监听最多1024个文件描述符，并且每次调用都需要将所有需要监听的文件描述符传递给函数，从而导致很大的开销。
三、epoll的介绍和特点
epoll是Linux内核提供的一种高效的事件驱动机制，它可以很好地解决上述传统机制的瓶颈问题，从而被广泛应用于高性能网络编程。
1.epoll的优点
（1）高效：epoll具有很高的效率和可扩展性，它可以监听大量的文件描述符，无限制地添加或删除需要监听的文件描述符；
（2）支持水平触发和边缘触发两种模式：epoll可以以两种模式来监听文件描述符的事件，水平触发模式下，只要有数据可读或可写，就会触发一次事件，而边缘触发模式下，只在文件描述符状态发生变化时触发事件，这种模式更加灵活和高效；
（3）支持EPOLLONESHOT：这个标志可以保证每个文件描述符只被触发一次，从而避免重复处理同一个事件；
（4）支持非阻塞模式：可以在epoll转换为阻塞模式时实现非阻塞I/O，从而避免网络阻塞。
2.epoll的使用方法
epoll的使用方法很简单，只要包含正确的头文件，并通过epoll_create函数创建一个epoll对象，就可以对文件描述符进行监听。然后通过epoll_ctl函数向epoll对象中添加、修改或删除需要监听的文件描述符，最后通过epoll_wt函数等待事件的发生并执行相应的回调函数。
四、实际应用
现代社会中，高性能服务器的需求越来越大，网络事件驱动技术也越来越成熟。epoll作为一种高效的事件驱动机制，在实际应用中有广泛的使用。
例如，Nginx服务器就是使用epoll来处理网络事件的，它通过epoll_wt函数和回调函数来接收客户端发来的http请求，并根据请求内容向后端服务器发送数据并处理结果。而OpenSSL也使用epoll来处理SSL连接，从而保证数据的安全性和可靠性。
此外，国内很多知名的游戏服务器也使用了epoll的机制来处理输入输出操作，并提高系统的并发能力和性能。例如，早期的Diablo III游戏服务器就使用了epoll来处理大量的输入输出操作，并保持良好的抗压能力。
五、
网络事件驱动技术是实现高性能网络编程的重要手段，随着互联网的发展，对事件驱动技术的需求也越来越高。在传统的listen和select机制面临性能瓶颈时，epoll机制的出现为高性能网络编程提供了一种有效的解决方案。熟练掌握epoll的使用和原理，不仅可以提高系统并发能力和性能，还可以为网络通信的发展创造更好的条件。
相关问题拓展阅读：
linux 使用epoll主要目的是啥 为了实现非阻塞么
socket本来就有阻塞和非阻塞两种模式，与epoll无关。
epoll是针对多socket操作饥纯（从select升级到poll再到epoll都是解决这个目的）。
如果烂帆咐不用poll方法，在阻塞模式下，操作多socket，要么用多线程，要么用多进程，都会带来一定的开发复杂度和性能降低。在非阻塞模式下轿衫，就要使用轮询，浪费处理能力很厉害。
所以，epoll是为了让程序只在一个线程中就能操作大量socket而提供的一个核心功能，同时还提供了很高的处理性能
求一个linux下的epoll服务器和客户端代码
#include
#include/* basic system data types */
#include/* basic socket definitions */
#include/* sockaddr_in{} and other Internet defns */
#include/* inet(3) functions */
#include /* 姿尺卖epoll function */
#include/* nonblocking */
#include /*setrlimit */
#include
#include
#include
#include
#define MAXEPOLLSIZE 10000
#define MAXLINE 10240
int handle(int connfd);
int setnonblocking(int sockfd)
{
if (fcntl(sockfd, F_SETFL, fcntl(sockfd, F_GETFD, 0)|O_NONBLOCK) == -1) {
return -1;
}
return 0;
}
int main(int argc, char **argv)
{
int servPort = 6888;
int listenq = 1024;
int listenfd, connfd, kdpfd, nfds, n, nread, curfds,acceptCount = 0;
struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
socklen_t socklen = sizeof(struct sockaddr_in);
struct epoll_event ev;
struct epoll_event events;
struct rlimit rt;
char buf;
/* 设置每个进程允许打开的更大文件数 */
rt.rlim_max = rt.rlim_cur = MAXEPOLLSIZE;
if (setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rt) == -1)
{
perror(“setrlimit error”);
return -1;
}
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(servPort);
listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (listenfd == -1) {
perror(“can’t create socket file”困慧);
return -1;
}
int opt = 1;
setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
if (setnonblocking(listenfd) = MAXEPOLLSIZE) {
fprintf(stderr, “too many connection, more than %d\n”, MAXEPOLLSIZE);
close(connfd);
continue;
}
if (setnonblocking(connfd)
#include/* basic system data types */
#include/* basic socket definitions */
#include/* sockaddr_in{} and other Internet defns */
#include/* inet(3) functions */
#include /*gethostbyname function */
#include
#include
#include
#include
#define MAXLINE 1024
void handle(int connfd);
int main(int argc, char **argv)
{
char * servInetAddr = “127.0.0.1”;
int servPort = 6888;
char buf;
int connfd;
struct sockaddr_in servaddr;
if (argc == 2) {
servInetAddr = argv;
}
if (argc == 3) {
servInetAddr = argv;
servPort = atoi(argv);
}
if (argc > 3) {
printf(“usage: echoclient \n”);
return -1;
}
connfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
//bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(servPort);
//inet_pton(AF_INET, servInetAddr, &servaddr.sin_addr);
servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(servInetAddr);
bzero(&(servaddr.sin_zero), 0);
if (connect(connfd, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof(servaddr))
perror(“connect error”);
return -1;
}
printf(“welcome to echoclient\n”);
handle(connfd); /* do it all */
close(connfd);
printf(“exit\n”);
exit(0);
}
void handle(int sockfd)
{
char sendline, recvline;
int n;
for (;;) {
if (fgets(sendline, MAXLINE, stdin) == NULL)
{
break;//read eof
}
n = write(sockfd, sendline, strlen(sendline));
n = read(sockfd, recvline, MAXLINE);
if (n == 0) {
printf(“echoclient: server terminated prematurely\n”);
break;
}
write(STDOUT_FILENO, recvline, n);
}
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