linux事件监听机制epoll

说明：linux 下的事件监听机制主要有　poll ,select，epoll ,这里主要介绍epoll 机制，以及可以完美配合使用的eventfd

epoll : kernel source/linux/fd/eventpoll.c

系统调用：

 

int epoll_create(int size);　　　　　　　//底层实现调用的是epoll_create1(0) ,size内核实现是没有使用的但是有判断不能小于０
int epoll_create1(int flags);　　　　　　//　flags: EPOLL_CLOEXEC
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);      //op: EPOLL_CTL_ADD/EPOLL_CTL_MOD/EPOLL_CTL_DEL

int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events,int maxevents, int timeout);       // 0 < maxevents <= MAX_INT/sizeof(struct epoll_event)
int epoll_pwait(int epfd, struct epoll_event *events,int maxevents, int timeout,const sigset_t *sigmask);   //和epoll_wait的不同是可以选择屏蔽某些信号中断

epoll 实现机制

1. 通过epoll_create创建一个epollfd文件描述符．kernel里通过struct eventpoll结构体管理epoll的数据（２，３里的红黑树，双向链表都由这个顶层的结构体管理）;
2. 通过epoll_ctl（EPOLL_CTL_ADD　为例）将准备监听的设备描述符插入管理事件监听的红黑树上;

　　　　（１）fd　ＡＤＤ 的时候会注册一个回调函数１

　　　　（２）调用监听设备具体实现的poll()函数，执行回调函数１（将等待队列加到唤醒链表里）

　　　　（３）将新加入的设备描述符等信息打包（struct epitem）插入到红黑树里

　３．调用epoll_wait 等待事件到来．有事件到来后会插入到一个管理ready 事件的链表里，epoll_wait　通过检测这个链表来唤醒当前睡眠的进程，链表不为空唤醒进程，用户取到对应的数据（fd,事件类型　．．．）

　４．何时将ready 的事件加入到链表里？　２步注册的回调函数里又注册了一个回调函数，在事件唤醒时通过　wake_up_locked_poll　等接口调用到回调函数．回调函数实现将准备好的事件加入到ready链表里．

 

poll /select /epoll　对比

• select ,poll 处理基本一致，不同点在于select 使用fd 标注位存放监听的文件描述符（max　＝　１０２４）poll 采用链表存放
• select，poll　不会指明哪些文件描述符就绪，需要用户遍历所有加入的文件描述符找打就绪的，epoll返回就绪的文件描述符，可直接遍历处理
• select ,poll　使用论旬的方式查看事件是否就绪，epoll　采用回调机制
• select,poll　需要通过copy_to_user 的方式将就绪的设备描述符返回，epoll就绪的文件描述符信息直接在内核态使用用户空间指针，减少拉copy

总结：

在监听的设备很少，但是事件频繁发生的情况下使用poll,select效率会高些，epoll　适合监听大量的设备，每个设备上发生的事件频率较低，因为epoll 内部的回调有开销．

eventfd

kernel source/linux/fs/eventfd.c

系统调用：

int eventfd(unsigned int initval, int flags);

read/write..

机制：

1. eventfd()接口创建一个eventfd ,内核里面分配并初始化一个struct eventfd_ctx结构体，主要涉及到的是里面一个u64　count, eventfd()的第一个参数是这个count的初始值．
2. 用户每次调用write会将这个count+n (n:write　写进去的值)，调用read 会将count 的值返回，并将count-1 或者-count, 根据eventfd()的第二个参数flags ?=EFD_SEMAPHORE 决定，默认是一次减count
3. 内核里实现里这个eventfd的poll (eventfd_poll)和eventfd_signal ,poll 用于监控count 的值，count 大于０　表示evnetfd 有ＰＯＬＬＩＮ事件,signal用于触发唤醒事件，即将count+n
4. 用户使用eventfd的poll．需要在监听前将eventfd 通过具体设备的ioctl传打到内核和对应的驱动对应起来，具体设备驱动中在有事件中断时调用eventfd_signal唤醒当前休眠的进程，使上层的poll 成功返回

总结：

将eventfd作为监听的设备描述符加入到epoll的监听树中，可以不占用具体设备的poll接口，不需要实现设备的poll函数和唤醒机制．

 

标签：count,epoll,int,eventfd,linux,poll,监听
来源： https://blog.csdn.net/lehuihui/article/details/112664716