epoll知识点总结
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发布时间：2022-10-18 01:17
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时间：2023-11-05 13:11
理解内核epoll的运行原理，需要从四方面来理解：
1.epoll的数据结构。2.epoll的线程安全。
3.epoll的内核回调。4.epoll的LT与ET。
主要两个结构体 eventpoll 与 epitem。
eventpoll是每一个epoll所对应的，epitem是每一个IO所对应的事件。
数据结构图下图所示
list用来存储准备就绪的IO，内核IO准备就绪的时候，会执行epoll_event_callback的回调函数，将epitem添加到list中；当epoll_wait激活重新运行的时候，将list的epitem逐一copy到events参数中。
rbtree用来存储所有的io数据，方便快速通过io_fd查找；epoll_ctl执行EPOLL_CTL_ADD操作时，将epitem添加到rbtree中；epoll_ctl执行EPOLL_CTL_DEL操作时，将epitem从retree中删除。
以下几个包括list操作，rbtree操作，epoll_wait的等待需要加锁。
list使用最小粒度的spinlock锁，避免多核竞争。
rbtree的添加使用互斥锁，
epoll_wait采用pthread_cond_wait;
1.tcp三次握手，对端反馈ack，socket进入rcvd状态，需要将监听的socket的event置为EPOLLIN，此时标识可以进入到accept读取socket数据。
2.established状态时，收到数据，将socket的event置为EPOLLIN状态。
3.established状态时 收到fin，socket进入close_Wait，需要将socket的event设置为EPOLLIN，读取断开信息
4 . 检测到socket的send状态，cwnd >0可以发送的数据，需要将socket置为EPOLLOUT。
LT（水平触发）：socket接收缓冲区不为空 有数据可读，读事件一直触发；socket发送缓冲区不满，可以继续写入数据，写事件一直触发。
ET（边缘触发）：socket接收缓冲区变化时触发读事件，空的接收缓冲区刚接收到数据时触发读事件；socket发送缓冲区状态发生变化时触发写事件，即满的缓冲区刚空出空间时触发读事件。
LT的处理过程：
accept一个连接，添加到epoll中监听EPOLLIN事件。
当EPOLLIN事件到达时，read fd中的数据并处理，
当需要写出数据时，把数据write到fd中；如果数据较大，无法一次性写出，那么在epoll中监听EPOLLOUT事件。
当EPOLLOUT事件到达时，继续把数据write到fd中 ；如果数据写出完毕，那么在epoll中关闭EPOLLOUT事件。
ET的处理过程：
accept一个连接，添加到epoll中监听EPOLLIN|EPOLLOUT事件
当EPOLLIN事件到达时，read fd中数据并处理，read需要一直读，直到返回EAGAIN为止
当需要写出数据时，把数据write到fd中，直到数据全部写完或者write返回EAGAIN
当EPOLLOUT事件到达时，继续把数据write到fd中，直到数据全部写完，或者write返回EAGAIN
accept要考虑两个问题：
阻塞模式accept存在的问题：TCP连接被客户端夭折，即服务器调用accept之前，客户端主动发送RST终止连接，导致刚刚建立的连接从就绪队列中移出，如果套接口被设置成阻塞模式，服务器就一直阻塞到accept调用上，直到其他某个客户建立一个新的连接为止。在此期间，服务器 单纯阻塞在accept调用上，就绪队列上其他描述符都得不到处理。解决办法是把监听的套接口设置成非阻塞的，客户端在在服务器端调用accept之前中止某个连接时，accept调用可以立即返回-1。
ET模式accept存在的问题：
多个连接同时到达，，服务器TCP就行连接瞬间积累多个就绪连接，由于是边缘触发模式，epoll只会通知一次，accept只处理一个连接，导致TCP就绪队列中剩下的连接都得不到处理，解决办法是，while循环 中a*et调用，处理完accept就绪队列中所有连接后再退出循环。如何知道是否处理完所有连接，accept返回-1并且error设置为errno设置为EAGAIN便是所有连接都处理完。
LT 只要event为EPOLLIN时就能不断调用回调函数
ET 如果从EPOLLOUT变化为EPOLLIN时候，就会触发。
