Linux操作系統提供了多種事件模型，其中epoll（事件通知）是其中一個高效且具有擴展性的模型
本文將深入探討Linux事件模型，特別是epoll的原理和用法，以幫助讀者全面掌握這一強大的事件驅動機制
一、Linux IO模型概述 IO（Input/Output，輸入/輸出）即數據的讀取（接收）或寫入（發送）操作
IO有內存IO、網絡IO和磁盤IO三種，通常我們說的IO指的是后兩者
IO過程可以分解為兩步：等待IO事件就緒和數據就緒后進行真正意義上的IO（真正的數據搬遷）
因此，評價IO是否高效的標準在于IO過程中“等”的比重，比重越小性能越好，反之則越低
1.阻塞IO：這是最基本的IO模型，程序會一直阻塞，直到IO操作完成
這種模型簡單易懂，但效率較低，因為程序在等待IO事件時無法執行其他任務
2.非阻塞IO：在這種模型中，程序會不斷檢測IO事件是否就緒，如果沒有就緒則做其他事情
雖然這種方式提高了效率，但需要不斷輪詢，會浪費CPU資源
3.多路復用IO：Linux使用select/poll函數實現IO復用模型
這兩個函數使進程阻塞，但可以同時阻塞多個IO操作
當某個IO操作就緒時，再調用相應的IO操作函數
這種方式效率比阻塞IO高，但仍存在輪詢的問題
4.信號驅動IO：在這種模型中，程序安裝一個信號處理函數，當IO事件就緒時，進程收到SIGIO信號，然后處理IO事件
這種方式避免了輪詢，但實現起來相對復雜
5.異步IO：這是最高效的IO模型
程序調用aio_read等函數，告訴內核數據準備好后通知應用程序
內核在數據準備好后，將數據拷貝到緩沖區，然后通知應用程序
這種方式完全異步，效率最高
二、epoll模型詳解 epoll是Linux特有的高效事件驅動模型，用于處理大量并發連接
它通過一個文件描述符來管理多個文件描述符，當這些文件描述符上有事件發生時，內核會通過這個文件描述符發送事件通知
1. 創建epoll實例 首先，需要創建一個epoll實例
這可以通過調用`int epoll_create(int size)`函數來實現，其中`size`參數表示epoll實例可以管理的最大文件描述符數
2. 添加事件 接下來，需要將一個或多個文件描述符添加到epoll實例中，并為每個文件描述符設置一個事件掩碼
這可以通過調用`int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event event)函數來實現
其中epfd`是epoll實例的文件描述符，`op`表示操作類型（如添加、修改或刪除事件），`fd`是文件描述符，`event`結構體包含了事件掩碼和其他相關信息
3. 等待事件 然后，通過epoll實例上的`epoll_wait`函數等待事件發生
這個函數會阻塞，直到有事件發生
當事件發生時，`epoll_wait`函數會返回一個包含文件描述符和事件類型的數組
4. 處理事件 最后，遍歷`epoll_wait`返回的數組，處理每個事件
事件類型包括： EPOLLIN：表示有數據可讀
EPOLLOUT：表示有數據可寫
EPOLLPRI：表示有緊急數據可讀
EPOLLERR：表示有錯誤發生
EPOLLHUP：表示掛斷
EPOLLRDHUP：表示對端關閉
- EPOLLONESHOT：只觸發一次事件，當事件觸發后，需要重新將事件添加到epoll實例中
5. epoll的優勢 - 高效性：epoll在處理大量并發連接時，可以提供更高的性能
這是因為epoll支持數以萬計的文件描述符，并且事件通知是通過內存映射的方式進行的，避免了傳統的select和poll模型的系統調用開銷
- 無阻塞：epoll可以在事件發生時通知應用程序，而無需應用
