1、Node.js和epoll
? ? 我們都知道Node.js是異步的，那么Node.js為什么會(huì)是異步的呢？這是因?yàn)镹ode.js使用了LIBUV做為它的跨平臺(tái)抽象層。具體請(qǐng)看nodejs運(yùn)行機(jī)制
2、select/poll/epoll
? ? select、poll、epoll是Linux平臺(tái)下的IO多路復(fù)用機(jī)制，用來(lái)管理大量的文件描述符。但是select/poll相對(duì)于epoll來(lái)說(shuō)效率是低下的。
select
? ? ? 1、linux內(nèi)核在select的每次返回前都要對(duì)所有的描述符循環(huán)遍歷，將有事件發(fā)生的文件描述符放在一個(gè)集合里返回。在描述符不多的時(shí)候?qū)π阅苡绊懖淮?，但是?dāng)描述符達(dá)到數(shù)十萬(wàn)甚至更多的時(shí)候，這種處理方式造成大量的浪費(fèi)和資源開(kāi)銷(xiāo)，select的效率會(huì)急劇下降。這是因?yàn)槊看蝧elect的時(shí)候，會(huì)將所有的文件描述符從用戶(hù)態(tài)拷貝的內(nèi)核態(tài)，在內(nèi)核態(tài)進(jìn)行循環(huán)，查看是否有事件發(fā)生。2、select默認(rèn)的管理的最大文件描述符是1024個(gè)，當(dāng)然可以對(duì)linux內(nèi)核從新編譯來(lái)改變這個(gè)限制。
poll
? ? 原理和select相似也是使用循環(huán)遍歷的方式管理文件描述符，不同的是管理的文件最大文件描述符的數(shù)量沒(méi)有限制（根據(jù)系統(tǒng)限制來(lái)定）。
epoll
下文講解epoll實(shí)現(xiàn)原理
3、epoll實(shí)現(xiàn)原理
? ??epoll改進(jìn)了select的兩個(gè)缺點(diǎn)，從而能夠在管理大量的描述符的情況下，對(duì)系統(tǒng)資源的使用并沒(méi)有急劇的增加，而只是對(duì)內(nèi)存的使用有所增加（畢竟存儲(chǔ)大量的描述符的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)會(huì)占用大量?jī)?nèi)存）。epoll在實(shí)現(xiàn)上的三個(gè)核心點(diǎn)是：1、mmap，2、紅黑樹(shù)，3、rdlist(就緒描述符鏈表)接下來(lái)一一解釋這三個(gè)并且解釋為什么會(huì)高效。
mmap
????mmap是共享內(nèi)存，用戶(hù)進(jìn)程和內(nèi)核有一段地址(虛擬存儲(chǔ)器地址)映射到了同一塊物理地址上，這樣當(dāng)內(nèi)核要對(duì)描述符上的事件進(jìn)行檢查的時(shí)候就不用來(lái)回的拷貝了。? ?
紅黑樹(shù)
????紅黑樹(shù)是用來(lái)存儲(chǔ)這些描述符的。當(dāng)內(nèi)核初始化epoll的時(shí)候（當(dāng)調(diào)用epoll_create的時(shí)候內(nèi)核也是個(gè)epoll描述符創(chuàng)建了一個(gè)文件，畢竟在Linux中一切都是文件，而epoll面對(duì)的是一個(gè)特殊的文件，和普通文件不同），會(huì)開(kāi)辟出一塊內(nèi)核緩沖區(qū)，這塊區(qū)域用來(lái)存儲(chǔ)我們要監(jiān)管的所有的socket描述符，當(dāng)然在這里面存儲(chǔ)有一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這就是紅黑樹(shù)，由于紅黑樹(shù)的接近平衡的查找，插入，刪除能力，在這里顯著的提高了對(duì)描述符的管理。
rdlist
????????rdlist就緒描述符鏈表這是一個(gè)雙鏈表，epoll_wait()函數(shù)返回的也是這個(gè)就緒鏈表。當(dāng)內(nèi)核創(chuàng)建了紅黑樹(shù)之后，同時(shí)也會(huì)建立一個(gè)雙向鏈表rdlist，用于存儲(chǔ)準(zhǔn)備就緒的描述符，當(dāng)調(diào)用epoll_wait的時(shí)候在timeout時(shí)間內(nèi)，只是簡(jiǎn)單的去管理這個(gè)rdlist中是否有數(shù)據(jù)，如果沒(méi)有則睡眠至超時(shí)，如果有數(shù)據(jù)則立即返回并將鏈表中的數(shù)據(jù)賦值到events數(shù)組中。這樣就能夠高效的管理就緒的描述符，而不用去輪詢(xún)所有的描述符。
? ??????當(dāng)執(zhí)行epoll_ctl時(shí)除了把socket描述符放入到紅黑樹(shù)中之外，還會(huì)給內(nèi)核中斷處理程序注冊(cè)一個(gè)回調(diào)函數(shù)，告訴內(nèi)核，當(dāng)這個(gè)描述符上有事件到達(dá)（或者說(shuō)中斷了）的時(shí)候就調(diào)用這個(gè)回調(diào)函數(shù)。這個(gè)回調(diào)函數(shù)的作用就是將描述符放入到rdlist中，所以當(dāng)一個(gè)socket上的數(shù)據(jù)到達(dá)的時(shí)候內(nèi)核就會(huì)把網(wǎng)卡上的數(shù)據(jù)復(fù)制到內(nèi)核，然后把socket描述符插入就緒鏈表rdlist中。
Epoll的兩種模式：
????? 1.?水平觸發(fā)（LT）：使用此種模式，當(dāng)數(shù)據(jù)可讀的時(shí)候，epoll_wait()將會(huì)一直返回就緒事件。如果你沒(méi)有處理完全部數(shù)據(jù)，并且再次在該epoll實(shí)例上調(diào)用epoll_wait()才監(jiān)聽(tīng)描述符的時(shí)候，它將會(huì)再次返回就緒事件，因?yàn)橛袛?shù)據(jù)可讀。
????? 2.?邊緣觸發(fā)（ET）：使用此種模式，只能獲取一次就緒通知，如果沒(méi)有處理完全部數(shù)據(jù)，并且再次調(diào)用epoll_wait()的時(shí)候，它將會(huì)阻塞，因?yàn)榫途w事件已經(jīng)釋放出來(lái)了。
? ? ? ? ET的效能更高，但是對(duì)程序員的要求也更高。在ET模式下，我們必須一次干凈而徹底地處理完所有事件。
