请你说一说epoll原理

得分点

epoll_create、epoll_ctrl、epoll_wait、红黑树、双向链表、epoll的两种工作模式

参考答案

标准回答

epoll 是一种更加高效的 IO 复用技术，epoll 的使用步骤及原理如下：

1. 调用 epoll_create() 会在内核中创建一个 eventpoll 结构体数据，称之为 epoll 对象，在这个结构体中有 2 个比较重要的数据成员，一个是需要检测的文件描述符的信息 struct_root rbr（红黑树），还有一个是就绪列表struct list_head rdlist，存放检测到数据发送改变的文件描述符信息（双向链表）；
2. 调用 epoll_ctrl() 可以向 epoll 对象中添加、删除、修改要监听的文件描述符及事件；
3. 调用 epoll_wait() 可以让内核去检测就绪的事件，并将就绪的事件放到就绪列表中并返回，通过返回的事件数组做进一步的事件处理。

epoll 的两种工作模式：

1. LT 模式（水平触发）

   LT（Level - Triggered）是缺省的工作方式，并且同时支持 Block 和 Nonblock Socket。在这种做法中，内核检测到一个文件描述符就绪了，然后可以对这个就绪的 fd 进行 IO 操作，如果不作任何操作，内核还是会继续通知。

2. ET 模式（边沿触发）

   ET（Edge - Triggered）是高速工作方式，只支持 Nonblock socket。在这种模式下，当描述符从未就绪变为就绪时，内核通过 epoll 检测到。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪，并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知，直到你做了某些操作导致那个文件描述符不再为就绪状态了。但是请注意，如果一直不对这个 fd 进行 IO 操作（从而导致它再次变成未就绪），内核不会发送更多的通知（only once）。

   ET 模式在很大程度上减少了 epoll 事件被重复触发的次数，因此效率要比 LT 模式高。epoll 工作在 ET 模式的时候，必须使用非阻塞套接口，以避免由于一个文件描述符的阻塞读/阻塞写操作把处理多个文件描述符的任务饿死。

延伸阅读

epoll 相关 api：

#include <sys/epoll.h>

int epoll_create(int size);
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);    
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);

struct epoll_event {
    uint32_t     events;     
    epoll_data_t data;      
};

typedef union epoll_data {
    void        *ptr;
    int          fd;
    uint32_t     u32;
    uint64_t     u64;
} epoll_data_t;