為什么Nginx的性能要比Apache高很多？ 這得益于Nginx使用了最新的epoll（Linux 2.6內(nèi)核）和kqueue（freebsd）網(wǎng)絡(luò)I/O模型，而Apache則使用的是傳統(tǒng)的select模型。

目前Linux下能夠承受高并發(fā)訪問的Squid、Memcached都采用的是epoll網(wǎng)絡(luò)I/O模型。

處理大量的連接的讀寫，Apache所采用的select網(wǎng)絡(luò)I/O模型非常低效。

下面用一個比喻來解析Apache采用的select模型和Nginx采用的epoll模型進(jìn)行之間的區(qū)別：

假設(shè)你在大學(xué)讀書，住的宿舍樓有很多間房間，你的朋友要來找你。

select版宿管大媽就會帶著你的朋友挨個房間去找，直到找到你為止。

而epoll版宿管大媽會先記下每位同學(xué)的房間號，

你的朋友來時，只需告訴你的朋友你住在哪個房間即可，不用親自帶著你的朋友滿大樓找人。

如果來了10000個人，都要找自己住這棟樓的同學(xué)時，select版和epoll版宿管大媽，誰的效率更高，不言自明。

同理，在高并發(fā)服務(wù)器中，輪詢I/O是最耗時間的操作之一，select和epoll的性能誰的性能更高，同樣十分明了。

在linux的網(wǎng)絡(luò)編程中，很長的時間都在使用select來做事件觸發(fā)。

在linux新的內(nèi)核中，有了一種替換它的機(jī)制，就是epoll。

相比于select，epoll最大的好處在于它不會隨著監(jiān)聽fd數(shù)目的增長而降低效率。

因為在內(nèi)核中的select實現(xiàn)中，它是采用輪詢來處理的，輪詢的fd數(shù)目越多，自然耗時越多。

并且，在linux/posix_types.h頭文件有這樣的聲明：

#define __FD_SETSIZE    1024

表示select最多同時監(jiān)聽1024個fd，當(dāng)然，可以通過修改頭文件再重編譯內(nèi)核來擴(kuò)大這個數(shù)目，但這似乎并不治本。

epoll的接口非常簡單，一共就三個函數(shù)：

1. int epoll_create(int size);

創(chuàng)建一個epoll的句柄，size用來告訴內(nèi)核這個監(jiān)聽的數(shù)目一共有多大。

這個參數(shù)不同于select()中的第一個參數(shù)，給出最大監(jiān)聽的fd+1的值。

需要注意的是，當(dāng)創(chuàng)建好epoll句柄后，它就是會占用一個fd值，在linux下如果查看/proc/進(jìn)程id/fd/，

是能夠看到這個fd的，所以在使用完epoll后，必須調(diào)用close()關(guān)閉，否則可能導(dǎo)致fd被耗盡。

2. int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);

epoll的事件注冊函數(shù)，它不同與select()是在監(jiān)聽事件時告訴內(nèi)核要監(jiān)聽什么類型的事件，

而是在這里先注冊要監(jiān)聽的事件類型。第一個參數(shù)是epoll_create()的返回值，

第二個參數(shù)表示動作，用三個宏來表示：

EPOLL_CTL_ADD：注冊新的fd到epfd中；

EPOLL_CTL_MOD：修改已經(jīng)注冊的fd的監(jiān)聽事件；

EPOLL_CTL_DEL：從epfd中刪除一個fd；

第三個參數(shù)是需要監(jiān)聽的fd，第四個參數(shù)是告訴內(nèi)核需要監(jiān)聽什么事，struct epoll_event結(jié)構(gòu)如下：

events可以是以下幾個宏的集合：
EPOLLIN ：表示對應(yīng)的文件描述符可以讀（包括對端SOCKET正常關(guān)閉）；
EPOLLOUT：表示對應(yīng)的文件描述符可以寫；
EPOLLPRI：表示對應(yīng)的文件描述符有緊急的數(shù)據(jù)可讀（這里應(yīng)該表示有帶外數(shù)據(jù)到來）；
EPOLLERR：表示對應(yīng)的文件描述符發(fā)生錯誤；
EPOLLHUP：表示對應(yīng)的文件描述符被掛斷；
EPOLLET： 將EPOLL設(shè)為邊緣觸發(fā)(Edge Triggered)模式，這是相對于水平觸發(fā)(Level Triggered)來說的。
EPOLLONESHOT：只監(jiān)聽一次事件，當(dāng)監(jiān)聽完這次事件之后，
如果還需要繼續(xù)監(jiān)聽這個socket的話，需要再次把這個socket加入到EPOLL隊列里

3. int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);

等待事件的產(chǎn)生，類似于select()調(diào)用。
參數(shù)events用來從內(nèi)核得到事件的集合，maxevents告之內(nèi)核這個events有多大，這個 maxevents的值不能大于創(chuàng)建epoll_create()時的size，參數(shù)timeout是超時時間（毫秒，0會立即返回，-1將不確定，也有 說法說是永久阻塞）。
該函數(shù)返回需要處理的事件數(shù)目，如返回0表示已超時。

4、關(guān)于ET、LT兩種工作模式：

可以得出這樣的結(jié)論：
ET模式僅當(dāng)狀態(tài)發(fā)生變化的時候才獲得通知,這里所謂的狀態(tài)的變化并不包括緩沖區(qū)中還有未處理的數(shù)據(jù)，也就是說,如果要采用ET模式,需要一直 read/write直到出錯為止，很多人反映為什么采用ET模式只接收了一部分?jǐn)?shù)據(jù)就再也得不到通知了，大多因為這樣；而LT模式是只要有數(shù)據(jù)沒有處理 就會一直通知下去的。

那么究竟如何來使用epoll呢？其實非常簡單。
通過在包含一個頭文件#include <sys/epoll.h> 以及幾個簡單的API將可以大大的提高你的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的支持人數(shù)。
首先通過create_epoll(int maxfds)來創(chuàng)建一個epoll的句柄，其中maxfds為你epoll所支持的最大句柄數(shù)。
這個函數(shù)會返回一個新的epoll句柄，之后的所有操作將通過這個句柄來進(jìn)行操作。
在用完之后，記得用close()來關(guān)閉這個創(chuàng)建出來的epoll句柄。
之后在你的網(wǎng)絡(luò)主循環(huán)里面，每一幀的調(diào)用epoll_wait(int epfd, epoll_event events, int max events, int timeout)來查詢所有的網(wǎng)絡(luò)接口，看哪一個可以讀，哪一個可以寫了?；镜恼Z法為：
nfds = epoll_wait(kdpfd, events, maxevents, -1);
其中kdpfd為用epoll_create創(chuàng)建之后的句柄，events是一個epoll_event*的指針，當(dāng)epoll_wait這個函數(shù)操作成功之后，epoll_events里面將儲存所有的讀寫事件。
max_events是當(dāng)前需要監(jiān)聽的所有socket句柄數(shù)。最后一個timeout是 epoll_wait的超時，為0的時候表示馬上返回，為-1的時候表示一直等下去，直到有事件范圍，為任意正整數(shù)的時候表示等這么長的時間，如果一直沒 有事件，則范圍。一般如果網(wǎng)絡(luò)主循環(huán)是單獨的線程的話，可以用-1來等，這樣可以保證一些效率，如果是和主邏輯在同一個線程的話，則可以用0來保證主循環(huán) 的效率。

epoll_wait范圍之后應(yīng)該是一個循環(huán)，遍利所有的事件。
幾乎所有的epoll程序都使用下面的框架：

for( ; ; )
 {
  nfds = epoll_wait(epfd,events,20,500);
  for(i=0;i<nfds;++i)
  {
   if(events[i].data.fd==listenfd) //有新的連接
   {
    connfd = accept(listenfd,(sockaddr *)&clientaddr, &clilen); //accept這個連接
    ev.data.fd=connfd;
    ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
    epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,connfd,&ev); //將新的fd添加到epoll的監(jiān)聽隊列中
   }
   else if( events[i].events&EPOLLIN ) //接收到數(shù)據(jù)，讀socket
   {
    n = read(sockfd, line, MAXLINE)) < 0 //讀
    ev.data.ptr = md;  //md為自定義類型，添加數(shù)據(jù)
    ev.events=EPOLLOUT|EPOLLET;
    epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev);//修改標(biāo)識符，等待下一個循環(huán)時發(fā)送數(shù)據(jù)，異步處理的精髓
   }
   else if(events[i].events&EPOLLOUT) //有數(shù)據(jù)待發(fā)送，寫socket
   {
    struct myepoll_data* md = (myepoll_data*)events[i].data.ptr; //取數(shù)據(jù)
    sockfd = md->fd;
    send( sockfd, md->ptr, strlen((char*)md->ptr), 0 );  //發(fā)送數(shù)據(jù)
    ev.data.fd=sockfd;
    ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
    epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev); //修改標(biāo)識符，等待下一個循環(huán)時接收數(shù)據(jù)
   }
   else
   {
    //其他的處理
   }
  }
 }

最新評論