DPDK（二）：准备知识10 --- epoll

https://www.cnblogs.com/skyfsm/p/7079458.html
一、select & poll
1、select API介绍：
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int select(int maxfdp, fd_set *readset, fd_set *writeset, fd_set *exceptset,struct timeval *timeout);
maxfdp：被监听的文件描述符的总数，它比所有文件描述符集合中的文件描述符的最大值大1，因为文件描述符是从0开始计数的；
readfds、writefds、exceptset：分别指向可读、可写和异常等事件对应的描述符集合。
timeout:用于设置select函数的超时时间，即告诉内核select等待多长时间之后就放弃等待。timeout == NULL 表示等待无限长的时间
返回值：超时返回0;失败返回-1；成功返回大于0的整数，这个整数表示就绪描述符的数目。
以下介绍与select函数相关的常见的几个宏：
#include <sys/select.h>
int FD_ZERO(int fd, fd_set *fdset); //一个 fd_set类型变量的所有位都设为 0
int FD_CLR(int fd, fd_set *fdset); //清除某个位时可以使用
int FD_SET(int fd, fd_set *fd_set); //设置变量的某个位置位
int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset); //测试某个位是否被置位
2、深入理解select模型：
理解select模型的关键在于理解fd_set，为说明方便，取fd_set长度为1字节，fd_set中的每一bit可以对应一个文件描述符fd。则1字节长的fd_set最大可以对应8个fd。
（1）执行fd_set set; FD_ZERO(&set); 则set用位表示是0000,0000。
（2）若fd＝5,执行FD_SET(fd,&set);后set变为0001,0000(第5位置为1)
（3）若再加入fd＝2，fd=1,则set变为0001,0011
（4）执行select(6,&set,0,0,0)阻塞等待
（5）若fd=1,fd=2上都发生可读事件，则select返回，此时set变为0000,0011。注意：没有事件发生的fd=5被清空。select返回后会把以前加入的但并无事件发生的fd清空，则每次开始select前都要重新从array取得fd逐一加入（FD_ZERO最先），扫描array的同时取得fd最大值maxfd，用于select的第一个参数。

select的缺点：
1、单个进程能够监视的文件描述符的数量存在最大限制，通常是1024，当然可以更改数量，但由于select采用轮询的方式扫描文件描述符，文件描述符数量越多，性能越 差；(在linux内核头文件中，有这样的定义：#define __FD_SETSIZE    1024)
2、内核 / 用户空间内存拷贝问题，select需要复制大量的句柄数据结构，产生巨大的开销；
3、select返回的是含有整个句柄的数组，应用程序需要遍历整个数组才能发现哪些句柄发生了事件；
4、select的触发方式是水平触发，应用程序如果没有完成对一个已经就绪的文件描述符进行IO操作，那么之后每次select调用还是会将这些文件描述符通知进程
相比select模型，poll使用链表保存文件描述符，因此没有了监视文件数量的限制，但其他三个缺点依然存在。

select和poll的用武之地越来越有限，风头已经被epoll占尽
二、该epoll上场了
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原文：https://blog.csdn.net/davidsguo008/article/details/73556811
当某一进程调用epoll_create方法时，Linux内核会创建一个eventpoll结构体，用于存放通过epoll_ctl方法向epoll对象中添加进来的事件。这些事件都会挂载在红黑树中。
eventpoll结构体如下所示：

struct eventpoll{
....
/*红黑树的根节点，这颗树中存储着所有添加到epoll中的需要监控的事件*/
struct rb_root rbr;
/*双链表中则存放着将要通过epoll_wait返回给用户的满足条件的事件*/
struct list_head rdlist;
....
}
epoll_create 创建一个epoll对象，一般epollfd = epoll_create()
epoll_ctl （epoll_add/epoll_del的合体），往epoll对象中增加/删除某一个流的某一个事件
比如
epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, socket, EPOLLIN);//有缓冲区内有数据时epoll_wait返回
epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_DEL, socket, EPOLLOUT);//缓冲区可写入时epoll_wait返回
epoll_wait(epollfd,...)等待直到注册的事件发生
每一个epoll对象都有一个独立的eventpoll结构体，用于存放通过epoll_ctl方法向epoll对象中添加进来的事件。这些事件都会挂载在红黑树中。通过红黑树和双链表数据结构，并结合回调机制，造就了epoll的高效。
三、kqueue & kevent
linux有epoll，Free BSD都有它们自己的实现kqueue。有一种说法是kqueue技术上比epoll更优。
kqueue()函数行为有点类似于epoll_create()。但是，kevent()却集成了epoll_ctl()(用于调整兴趣集)和epoll_wait()(获取事件) 的角色。注册一批socket描述符到 kqueue 以后，当其中的描述符状态发生变化时，kqueue 将一次性通知应用程序哪些描述符可读、可写或出错了。
int kqueue(void);

int kevent(int kq, const struct kevent *changelist, int nchanges,

struct kevent *eventlist, int nevents, const struct timespec *timeout);
struct kevent {

uintptr_t ident; /* 事件 ID */

short filter; /* 事件过滤器 */

u_short flags; /* 行为标识 */

u_int fflags; /* 过滤器标识值 */

intptr_t data; /* 过滤器数据 */

void *udata; /* 应用透传数据 */

};
kqueue 中，{ident, filter} 确定一个唯一的事件。
ident：事件的 id，一般设置为文件描述符。
filter：可以将 kqueue filter 看作事件，例如：EVFILT_READ，EVFILT_WRIT。
行为标志flags：
EV_ADD：指示加入事件到 kqueue
EV_DELETE：指示将传入的事件从 kqueue 中移除
过滤器标识值：
EV_ENABLE：过滤器事件可用，注册一个事件时，默认是可用的。
EV_DISABLE：过滤器事件不可用，当内部描述可读或可写时，将不通知应用程序。