事件驅動模型

introduction

通常，我們寫伺服器處理模型的程序時，有以下幾種模型：

（1）每收到一個請求，創建一個新的進程，來處理該請求；

（2）每收到一個請求，創建一個新的線程，來處理該請求；

（3）每收到一個請求，放入一個事件列表，讓主進程通過非阻塞I/O方式來處理請求

上面的幾種方式，各有千秋，

第（1）種方法，由於創建新的進程的開銷比較大，所以，會導致伺服器性能比較差，但實現比較簡單。

第（2）種方式，由於要涉及到線程的同步，有可能會面臨死鎖等問題。

第（3）種方式，在寫應用程序代碼時，邏輯比前面兩種都複雜。

綜合考慮各方面因素，一般普遍認為第（3）種方式是大多數網路伺服器採用的方式，這也是本文討論的重點—事件驅動處理庫。

select在linux和windows平台上都支持的，介面基本上相同，但參數的含義略有不同。通常，使用select庫的步驟是：

（1）創建所關注的事件的描述符集合（fd_set)，對於一個描述符，可以關注其上面的讀(read)、寫(write)、異常(exception)事件，所以通常，要創建三個fd_set，一個用來收集關注讀事件的描述符，一個用來收集關注寫事件的描述符，另外一個用來收集關注異常事件的描述符集合。

（2）調用select(),等待事件發生。這裡需要注意的一點是，select的阻塞與是否設置非阻塞I/O是沒有關係的。select的原型如下所示：

int select(int nfds ,

fd_set* readfds ,

fd_set* writefds ,

fd_set* exceptfds,

const struct timeval* timeout

其中，最後一個參數timeout，可以設置select等待的時間。如果該值設置為0，那麼，select()在有事件發生的時候就立即返回。如果該值不為0，那麼，select()會等待指定的時間，然後再返回。select()的返回值指定了發生事件的fd個數。

（3）輪詢所有fd_set中的每一個fd ，檢查是否有相應的事件發生，如果有，就進行處理。

poll庫是在linux2.1.23中引入的，windows平台不支持poll. poll與select的基本方式相同，都是先創建一個關注事件的描述符的集合，然後再去等待這些事件發生，然後再輪詢描述符集合，檢查有沒有事件發生，如果有，就進行處理。因此，poll有著與select相似的處理流程：

（1）創建描述符集合，設置關注的事件

（2）調用poll()，等待事件發生。下面是poll的原型：

int poll(struct pollfd * fds, nfds_t nfds, int timeout);

類似select，poll也可以設置等待時間，效果與select一樣。

（3）輪詢描述符集合，檢查事件，處理事件。

在這裡要說明的是，poll與select的主要區別在與，select需要為讀、寫、異常事件分別創建一個描述符集合，最後輪詢的時候，需要分別輪詢這三個集合。而poll只需要一個集合，在每個描述符對應的結構上分別設置讀、寫、異常事件，最後輪詢的時候，可以同時檢查三種事件。

epoll是和上面的poll和select不同的一個事件驅動庫，它是在linux 2.5.44中引入的，它屬於poll的一個變種。上面的poll和select庫，它們的最大的問題就在於效率。它們的處理方式都是創建一個事件列表，然後把這個列表發給內核，返回的時候，再去輪詢檢查這個列表，這樣在描述符比較多的應用中，效率就顯得比較低下了。一種比較好的做法是，把描述符列表交給內核，一旦有事件發生，內核把發生事件的描述符列表通知給進程，這樣就避免了輪詢整個描述符列表。epoll就是這樣一種模型。下面對epoll的使用進行說明：

（1）.創建一個epoll描述符，調用epoll_create()來完成，epoll_create()有一個整型的參數size，用來告訴內核，要創建一個有size個描述符的事件列表（集合）

int epoll_create(int size)

（2）.給描述符設置所關注的事件，並把它添加到內核的事件列表中去，這裡需要調用epoll_ctl()來完成。

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

這裡op參數有三種，分別代表三種操作：

a. EPOLL_CTL_ADD, 把要關注的描述符和對其關注的事件的結構，添加到內核的事件列表中去

b. EPOLL_CTL_DEL，把先前添加的描述符和對其關注的事件的結構，從內核的事件列表中去除

c. EPOLL_CTL_MOD，修改先前添加到內核的事件列表中的描述符的關注的事件

（3）. 等待內核通知事件發生，得到發生事件的描述符的結構列表，該過程由epoll_wait()完成。得到事件列表后，就可以進行事件處理了。

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

在使用epoll的時候，有一個需要特別注意的地方，那就是epoll觸發事件的文件有兩種方式：

（1）Edge Triggered(ET)，在這種情況下，事件是由數據到達邊界觸發的。所以要在處理讀、寫的時候，要不斷的調用read/write，直到它們返回EAGAIN，然後再去epoll_wait(),等待下次事件的發生。這種方式適用要遵從下面的原則：

a. 使用非阻塞的I/O；b.直到read/write返回EAGAIN時，才去等待下一次事件的發生。

（2）Level Triggered(LT), 在這種情況下，epoll和poll類似，但處理速度上可能比poll快。在這種情況下，只要有數據沒有讀、寫完，調用epoll_wait()的時候，就會有事件被觸發。