Epoll函数详解

int epoll_create(int size);
创建一个epoll实例，并返回一个非负数作为文件描述符，用于对epoll接口的所有后续调用。参数size代表可能会容纳size个描述符，但size不是一个最大值，只是提示操作系统它的数量级，现在这个参数基本上已经弃用了。
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
使用文件描述符epfd引用的epoll实例，对目标文件描述符fd执行op操作。
参数epfd表示epoll对应的文件描述符，参数fd表示socket对应的文件描述符。
参数op有以下几个值：
EPOLL_CTL_ADD：注册新的fd到epfd中，并关联事件event；
EPOLL_CTL_MOD：修改已经注册的fd的监听事件；
EPOLL_CTL_DEL：从epfd中移除fd，并且忽略掉绑定的event，这时event可以为null；
参数event是一个结构体

  1. struct epoll_event {
  2.         __uint32_t   events;      /* Epoll events */
  3.         epoll_data_t data;        /* User data variable */
  4.     };
  6.     typedef union epoll_data {
  7.         void        *ptr;
  8.         int          fd;
  9.         __uint32_t   u32;
  10.         __uint64_t   u64;
  11.     } epoll_data_t;

events有很多可选值，这里只举例最常见的几个：
EPOLLIN ：表示对应的文件描述符是可读的；
EPOLLOUT：表示对应的文件描述符是可写的；
EPOLLERR：表示对应的文件描述符发生了错误；
成功则返回0，失败返回-1
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);
等待文件描述符epfd上的事件。
epfd是Epoll对应的文件描述符，events表示调用者所有可用事件的集合，maxevents表示最多等到多少个事件就返回，timeout是超时时间。
I/O多路复用底层主要用的Linux 内核·函数（select，poll，epoll）来实现，windows不支持epoll实现，windows底层是基于winsock2的select函数实现的(不开源)

select poll epoll(jdk 1.5及以上)
操作方式 遍历 遍历 回调
底层实现 数组 链表 哈希表
IO效率 每次调用都进行线性遍历，时间复杂度为O(n) 每次调用都进行线性遍历，时间复杂度为O(n) 事件通知方式，每当有IO事件就绪，系统注册的回调函数就会被调用，时间复杂度O(1)
最大连接 有上限 无上限 无上限

Redis线程模型
Redis就是典型的基于epoll的NIO线程模型(nginx也是)，epoll实例收集所有事件(连接与读写事件)，由一个服务端线程连续处理所有事件命令。
Redis底层关于epoll的源码实现在redis的src源码目录的ae_epoll.c文件里，感兴趣可以自行研究。

NIO 三大核心组件：

Channel(通道)， Buffer(缓冲区)，Selector(多路复用器)
1、channel 类似于流，每个 channel 对应一个 buffer缓冲区，buffer 底层就是个数组
2、channel 会注册到 selector 上，由 selector 根据 channel 读写事件的发生将其交由某个空闲的线程处理
3、NIO 的 Buffer 和 channel 都是既可以读也可以写
image.png
NIO底层在JDK1.4版本是用linux的内核函数select()或poll()来实现，跟上面循环channelList判断有没数据很类似，selector每次都会轮询所有的sockchannel看下哪个channel有读写事件，有的话就处理，没有就继续遍历。在JDK1.5开始引入了epoll基于事件响应机制来优化NIO，由系统底层来管理selector多路复用器(实际上是一个epoll实例)，当客户端向服务器发送信息的时候，系统会管理selector的就绪事件列表文件，我们只需要消费selector就可以了。
NioSelectorServer 代码里如下几个方法非常重要，我们从Hotspot与Linux内核函数级别来理解下

  1. Selector.open()  //创建多路复用器
  2. socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ)  //将channel注册到多路复用器上
  3. selector.select()  //阻塞等待需要处理的事件发生

image.png