EPOLLET 的用例是什么?

What is the use case for EPOLLET?

epoll 边缘触发模式是一个奇怪的野兽。它要求流程跟踪每个受监视 FD 的最后响应是什么。它要求流程无误地处理每个报告的事件(否则我们可能会认为 FD 没有报告任何内容,而实际上它被边缘触发行为静音了)。

边缘触发 epoll 有意义的用例是什么?

据我所知,EPOLLET 的主要用例是微线程。

回顾一下 - 用户 space 正在根据要处理的内容的可用性在微线程(我将其称为 "fibers" 因为它更短)之间进行上下文切换。这也叫"collaborative multi-tasking".

文件描述符的基本处理是通过包装相关的 IO 函数,如下所示:

ssize_t read(int fd, void *buffer, size_t length) {
  // fd should already be in O_NONBLOCK mode
  while(true) {
    ssize_t result = ::read(fd, buffer, length); // The real read
    if( result!=-1 || (errno!=EAGAIN && errno!=EWOULDBLOCK) )
      return result;

    start_monitoring(fd, READ);
    wait_event();
  }
}

start_monitoring 是一个确保 fd 被监视以获取读取可用性的函数。 wait_event 执行上下文切换,直到调度程序重新唤醒此纤程,因为 fd 现在已准备好读取数据。

使用 epoll 实现此功能的通常方法是在 start_monitoring 内的 fd 上调用 EPOLL_CTL_MOD 以添加对 EPOLLIN 的监听​​,然后再次调用epoll 已报告事件停止监听 EPOLLIN.

这意味着具有可用数据的 read 将在 1 个系统调用内完成,但读取 returns EAGAIN 至少需要 4 次系统调用(最初的 read,两次 EPOLL_CTL_MOD,最后的 read 成功。

请注意,上述内容并未计算还必须发生的 epoll_wait。我没有计算它,因为我慷慨地假设其他光纤也将被同一个系统调用唤醒,因此将其成本完全归因于我们的光纤是不公平的。总而言之,这个机制需要4+x个系统调用,其中x在0到1之间。

降低成本的一种方法是使用 EPOLLONESHOT。这样做会自动从监控中删除 fd,从而将我们的成本降低到 3+x。更好,但我们可以做得更好。

输入EPOLLET。先前的 fd 状态可以是武装或未武装(即 - 下一个事件是否会触发 epoll)。此外,fd 当前可能(在 read 的入口点)准备好数据,也可能不准备好数据。四个州。让我们把它们分散开来。

就绪(是否布防):第一次调用readreturns数据。 1个系统调用。这条路径不会改变武装状态,就绪状态取决于我们是否读取所有内容。

Not ready (whether armed or not): 第一次调用read returns EAGAIN,从而使fd。我们在 wait_event 中进入睡眠状态,而无需执行另一个系统调用。一旦我们醒来,我们就处于非武装模式(因为我们刚刚醒来)。因此,我们不需要调用 epoll_ctl 来禁用对 fd 的监听。我们称 read 其中 returns 数据。我们让函数准备好或不准备好,但不准备。

总费用:2+x。

我们将不得不面对每个 fd 一次虚假唤醒,因为 fd 开始武装。我们的代码必须处理 epoll 报告没有光纤正在侦听的 fd 的情况。在这种情况下,处理只是意味着忽略并继续前进。 FD 不会再被虚假报告。