epoll技术简介

    //（2.1）epoll概述
    //(1)I/O多路复用：epoll就是一种典型的I/O多路复用技术:epoll技术的最大特点是支持高并发；
    //传统多路复用技术select,poll，在并发量达到1000-2000，性能就会明显下降；
    //epoll,kquene(freebsd)
    //epoll，从linux内核2.6引入的，2.6之前是没有的；
    //(2)epoll和kquene技术类似：单独一台计算机支撑少则数万，多则数十上百万并发连接的核心技术；
    //epoll技术完全没有这种性能会随着并发量提高而出现明显下降的问题。但是并发没增加一个，必定要消耗一定的内存去保存这个连接相关的数据；
     //并发量总还是有限制的，不可能是无限的；
    //(3)10万个连接同一时刻，可能只有几十上百个客户端给你发送数据，epoll只处理这几十上百个客户端；
    //(4)很多服务器程序用多进程，每一个进程对应一个连接；也有用多线程做的，每一个线程对应 一个连接；
    //epoll事件驱动机制，在单独的进程或者单独的线程里运行，收集/处理事件；没有进程/线程之间切换的消耗，高效
    //(5)适合高并发，融合epoll技术到项目中，作为大家将来从事服务器开发工作的立身之本；
    //写小demo非常简单，难度只有1-10，但是要把epoll技术融合到商业的环境中，那么难度就会骤然增加10倍；

学习epoll要达到的效果及一些说明

    //(1)理解epoll的工作原理；面试考epoll技术的工作原理；
    //(2)开始写代码
    //(3)认可nginx epoll部分源码；并且能复用的尽量复用；

三：epoll原理与函数介绍：三个函数，理解好就等于掌握了epoll技术的工作原理，以下内容务必认真理解。

掌握这个三个函数的使用，并结合网上一些大神关于如何自己实现这个三个函数的源码分析，epoll的三个关键函数都干了什么。

大神源码：

    //https://github.com/wangbojing
    //a)c1000k_test这里，测试百万并发的一些测试程序；一般以main();
    //b)ntytcp：nty_epoll_inner.h，nty_epoll_rb.c
    //epoll_create();
    //epoll_ctl();
    //epoll_wait();
    //epoll_event_callback();
    //c)总结：建议学习完老师的epoll实战代码之后，再来学习 这里提到的课件代码，事半功倍；

epoll_create()函数

原型  ： int epoll_create(int size);

功能：创建一个epoll对象，

        返回该对象的描述符【文件描述符】，这个描述符就代表这个epoll对象，后续会用到；
    //这个epoll对象最终要用close(),因为文件描述符/句柄 总是关闭的；

参数：size表示你要连接的客户端数量

这个值是建议内核的，假设我们写了100，但是当您的连接数量超过100的时候，内核会给你自动分配

size: >0;

从大神的代码中分析epoll的原理可知：

epoll_create是创建了一个红黑树的节点，

    //原理：这个当前看不懂源码也没有关系，先知道大概咋回事，要看懂这块，必须数据结构很明白。
    //a)struct eventpoll *ep = (struct eventpoll*)calloc(1, sizeof(struct eventpoll)); 
    //b)rbr结构成员：代表一颗红黑树的根节点[刚开始指向空],把rbr理解成红黑树的根节点的指针；
    //红黑树，用来保存  键【数字】/值【结构】，能够快速的通过你给key，把整个的键/值取出来；
    //c)rdlist结构成员：代表 一个双向链表的表头指针；
    //双向链表：从头访问/遍历每个元素特别快；next。
    //d)总结：创建了一个eventpoll结构对象，被系统保存起来；
       //rbr成员被初始化成指向一颗红黑树的根【有了一个红黑树】；
       //rdlist成员被初始化成指向一个双向链表的根【有了双向链表】；

epoll_ctl 控制某个epoll监控的文件描述符上的事件：注册、修改、删除。也就是说，有了这个红黑树了，就要给树上挂节点了，或者删除节点，或者修改节点了

红黑树上的每一个节点的内容都是如下的一个struct epitem。

每次使用 epoll_ctl实际上就是 将一个struct epitem  从根节点的红黑树上 添加/删除/修改、

 

原型

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)

参数

因此第一个参数是 这个红黑树的根节点，就是告诉系统，我要对这个红黑树进行改动。

第二个参数是说明，我是挂节点/删除节点/修改节点的哪一种

第三个参数是说明，我要挂的节点的 fd，或者删除节点的fd，或者修改节点的fd

第四个参数说明：

我对第三个参数的什么事件进行监控：events表明了是对读：EPOLLIN，写：EPOLLOUT，错误EPOLLERR,  边缘触发模式：EPOLLET

然后做为传入参数，描述了我要做什么事情，里面还有一个fd，对应了epoll_ctl的第三个参数。学到这里的时候有一个想法，就是为什么在还需要第四个参数中有一个fd，且这个fd和第三个参数是一样的，网上也没有找到合理的说明，那么只有一种可能，就是epoll_event 做为参数使用的时候，要用到fd，但是epoll的开发者又不想依赖于外部条件，因此将这个参数再填写一遍

void *ptr //这个todo

#include <sys/epoll.h>

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)

epfd： 为epoll_creat的句柄

op： 表示动作，用3个宏来表示：

        EPOLL_CTL_ADD (注册新的fd到epfd)，

        EPOLL_CTL_MOD (修改已经注册的fd的监听事件)，

        EPOLL_CTL_DEL (从epfd删除一个fd)；

event： 告诉内核需要监听的事件

struct epoll_event {

        __uint32_t events; /* Epoll events */

        epoll_data_t data; /* User data variable */

};

typedef union epoll_data {

        void *ptr;

        int fd;  //  和 epoll_ctl的第三个参数一样

        uint32_t u32;  //不用

        uint64_t u64; //不用

} epoll_data_t;

events 取值为：

        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)而言的

        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

参考大神实现epoll_ctl代码：

	//原理：//a)epi = (struct epitem*)calloc(1, sizeof(struct epitem));//b)epi = RB_INSERT(_epoll_rb_socket, &ep->rbr, epi); 【EPOLL_CTL_ADD】增加节点到红黑树中//epitem.rbn ，代表三个指针，分别指向红黑树的左子树，右子树，父亲；//epi = RB_REMOVE(_epoll_rb_socket, &ep->rbr, epi);【EPOLL_CTL_DEL】，从红黑树中把节点干掉//EPOLL_CTL_MOD，找到红黑树节点，修改这个节点中的内容；//红黑树的节点是epoll_ctl[EPOLL_CTL_ADD]往里增加的节点；面试可能考//红黑树的节点是epoll_ctl[EPOLL_CTL_DEL]删除的；//总结：//EPOLL_CTL_ADD：等价于往红黑树中增加节点//EPOLL_CTL_DEL：等价于从红黑树中删除节点//EPOLL_CTL_MOD：等价于修改已有的红黑树的节点

返回值：

成功：0；失败：-1，设置相应的errno

epoll_wait 等待所监控文件描述符上有事件的产生，类似于select()调用。

函数原型

#include <sys/epoll.h>

int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout)

参数

events： 用来存内核得到事件的集合，可简单看作数组。是传出参数，传出满足监听条件的那个fd结构体

maxevents： 告之内核这个events有多大，也就是说，这次epoll_wait 可以收集到的events的个数，这个maxevents的值不能大于创建epoll_create()时的size，

timeout： 是超时时间

-1： 阻塞

0： 立即返回，非阻塞

>0： 指定毫秒

返回值：

成功返回有多少文件描述符就绪，时间到时返回0，出错返回-1

     //说白了就是遍历这个双向链表，把这个双向链表里边的节点数据拷贝出去，拷贝完毕的就从双向链表里移除；
    //因为双向链表里记录的是所有有数据/有事件的socket【TCP连接】；
    //参数epfd：是epoll_create()返回的epoll对象描述符；
    //参数events：是内存，也是数组，长度 是maxevents，表示此次epoll_wait调用可以收集到的maxevents个已经就绪【已经准备好的】的读写事件；
      //说白了，就是返回的是 实际 发生事件的tcp连接数目；
    //参数timeout：阻塞等待的时长；

epitem结构设计的高明之处：既能够作为红黑树中的节点，又能够作为双向链表中的节点；