关于epoll的原理和使用介绍的简单解析

词条简介如下：
epoll是Linux内核为处理大批量文件描述符而作了改进的poll，是Linux下多路复用IO接口select/poll的增强版本，它能显著提高程序在大量并发连接中只有少量活跃的情况下的系统CPU利用率。
另一点原因就是获取事件的时候，它无须遍历整个被侦听的描述符集，只要遍历那些被内核IO事件异步唤醒而加入Ready队列的描述符集合就行了。
epoll除了提供select/poll那种IO事件的水平触发（Level Triggered）外，还提供了边缘触发（Edge Triggered），这就使得用户空间程序有可能缓存IO状态，减少epoll_wait/epoll_pwait的调用，提高应用程序效率。

一、问题的发现：
在某一天实现了单进程非堵塞的并发服务器之后，发现了一个问题，在实现的并发的过程中，我创建了一个list，将客户端的套接字接收并append这个列表，从而使服务器不断的遍历这个列表来确认客户端是否发送数据，确保客户端的需求得到完整的满足之后再从这个列表中删除client_socket，但当大量的客户端到来时，不断的遍历会给服务器造成不必要的资源浪费

   s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
   # 设定套接字的选项值
   s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR, 1)
   # 绑定ip
   server_addr = ('',xxxx)
   s.bind((server_addr))
   # 响应模式
   s.listen(128)
   s.setblocking(False) # 设置套接字为非堵塞

   client_socket_list = list()
   while True:
       try:
           new_client_socket,new_addr = s.accept()
       except Exception as ex:
           pass
       else:
           s.setblocking(False)
           client_socket_list.append(new_client_socket)

       for client_socket in client_socket_list:
           # 接下来处理客户端的请求，一下代码省略
           # .............
               #最后的步骤为:
               client_socket.close()
               client_socket_list.remove(client_socket)

二、进一步的发现：
在上一片代码中，for循环使list不断的遍历，这个操作称之为轮询，而在了解epoll之后，epoll处理数据的方式为事件通知。众所周知，操作系统的内存空间和应用程序（文件）的内存空间是独立的两个存在，而epoll则与操作系统的内存空间共享，不属于操作系统也不属于应用程序，而是一个新的共享空间

简单的图片解析（）原谅我画的不好：

关于epoll的原理和使用介绍的简单解析

三、epoll的实现：
server_addr = ('',xxxx)
s.bind((server_addr))

   # 响应模式（主动链接他人）
   s.listen(128)
   s.setblocking(False) # 设置套接字为非堵塞

   #创建一个epoll对象
   epol = select.epoll()
   #将监听套接字对应的文字符注册到epoll中
   epol.register(s.fileno(),select.EPOLLIN)
   # 创建一个字典以便得到客户端的套接字socket
   client_socket_dict = dict()
   while True:
       event_list = epol.poll() # 默认堵塞，直到检测到数据到来，通过事件通知告诉程序解堵塞返回值是一个列表 [(fd,event)]
       # 遍历列表
       for fd, event in event_list:
           # 如果文字符等于监听套接字的文字符，则执行下面的操作
           if fd == s.fileno():
               # 接收客户端的信息
               new_client_socket,new_addr = s.accept()
               # 将客户端的信息注册到epoll中
               epol.register(new_client_socket.fileno(),select.EPOLLIN)
               # 将套接字加入字典
               client_socket_dict[new_client_socket.fileno()] = new_client_socket
           elif event == select.EPOLLIN:
               # 判断已经链接的客户端是否有数据发送过来
               # 接收客户端的http请求
               request = client_socket_dict[fd].recv(1024).encode('utf-8')
               if request:
                   send_file(new_client_socket,request)# 此函数为处理数据的过程，省略不写
               else:
                   client_socket_dict[fd].close()
                   epol.unregister(fd)
                   del client_socket_dict[fd]
                   print('客户端已关闭')


四、最后的提示
此处的实现是单进程的多线程模型使服务器有了并发的能力，能同时处理多个客户端的访问，epoll本身并没有并发，只是IO复用，不断的复用send_file()这个线程

关于epoll的原理和使用介绍的简单解析

相关推荐