在 Linux 网络编程中，我们经常会遇到一个问题：如何同时管理大量客户端的连接？
如果你只用 accept + recv 的最简单方式，每来一个客户端就 accept 一次，然后阻塞在 recv 上，那么同时支持的客户端数量就会非常有限。
为了解决这个问题，Linux 提供了 I/O 多路复用机制，常见的有三种：
-
select -
poll -
epoll
本文将通过一个简单的 C 语言服务器代码 ，结合 select/poll/epoll 三种方式的实现，重点讲清楚 epoll 的原理 ，并对比它和 select/poll 的区别。
一、先看一个最简单的服务器
最朴素的写法就是这样：
cpp
int clientfd = accept(sockfd, ...);
recv(clientfd, buffer, ...);
send(clientfd, buffer, ...);这种方式有个致命缺陷：
服务器只能处理 一个客户端 ，因为 recv 会阻塞等待数据，如果客户端不发数据，服务器就卡住了。
二、select 的原理
select 的思想很直观：
-
你告诉内核："我关心这些 socket（fd_set）上是否有事件（可读/可写/异常）"。
-
内核会帮你一个个去检查，然后告诉你 哪些 fd 上有事件。
-
你再去处理对应的 fd。
缺点：
-
fd_set 有上限（1024），不能同时监听太多连接。
-
每次调用
select都要把整个 fd_set 从用户态复制到内核态，效率低。 -
内核帮你检查完毕后，还得你自己在用户态用循环一个个找出来。
三、poll 的原理
poll 和 select 类似，改进点在于：
-
使用了一个
pollfd数组，没有 1024 的上限。 -
但是依旧需要 每次把整个数组拷贝进内核，然后再返回给用户态。
-
事件通知方式还是"轮询"------你得一个个去检查
revents。
换句话说，poll 本质上是"加强版的 select"，但性能上并没有质变。
四、epoll 的原理
epoll是 Linux 提供的一套高效 I/O 事件通知机制，用来"在一个线程里同时监控大量文件描述符（socket 等），并只把真正就绪的那部分交给用户程序处理"，从而避免select/poll在大量被监控 fd 上的 O(n) 全表扫描开销。
epoll 的核心思想是：
-
事件驱动（不再需要轮询所有 fd）
-
当某个 socket 上有事件发生时，内核主动把它放到一个就绪队列里。
-
你只需要从就绪队列里取就行，不用自己一个个遍历。
-
-
内核与用户态共享事件表
-
通过
epoll_ctl注册监听的 fd（一次性告诉内核），以后不需要每次都拷贝。 -
epoll_wait只会返回真正有事件的 fd，效率大幅提升。
-
-
更适合高并发场景
- 即使有 10 万个连接，只有少量活跃，
epoll只返回活跃的部分，性能几乎不会下降。
- 即使有 10 万个连接，只有少量活跃，
五、文字流程图（epoll 工作流程）
服务器启动
↓
创建监听 socket（sockfd）
↓
epoll_create 创建 epoll 实例
↓
epoll_ctl(ADD, sockfd) 将 sockfd 加入监听
↓
进入循环 epoll_wait
↓
事件1\] sockfd 有新连接 → accept → epoll_ctl(ADD, clientfd) ↓ \[事件2\] clientfd 有数据 → recv → send ↓ \[事件3\] clientfd 断开 → close → epoll_ctl(DEL, clientfd) ↓ 回到 epoll_wait 等待下一个事件 ## 六、select / poll / epoll 区别总结 | 特点 | select | poll | epoll | |-----------|--------|-------|----------------| | fd 数量限制 | 1024 | 无固定上限 | 无固定上限 | | 用户态/内核态拷贝 | 每次都要 | 每次都要 | 只需一次（注册时） | | 时间复杂度 | O(n) | O(n) | O(1)（只返回就绪 fd） | | 并发性能 | 一般 | 一般 | 高效（适合上万连接） | ## 七、epoll服务器核心代码讲解 ### 1. 创建 epoll 实例 ```cpp int epfd = epoll_create(1); ``` * `epoll_create(1)` 创建一个 **epoll 实例** ，返回一个文件描述符 `epfd`，它就像是一个"事件管理器"。 * 参数 `1` 其实没用（Linux 内核忽略它），随便填个大于 0 的值即可。 可以理解为：我们有了一个 **"待办事件表"**，之后把需要关注的 socket 都放进去。 ### 2. 把监听套接字放入 epoll ```cpp struct epoll_event ev; ev.events = EPOLLIN; // 关心读事件（有新连接到来） ev.data.fd = sockfd; // 保存文件描述符信息 epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, sockfd, &ev); ``` * `epoll_event` 结构体描述要监听的事件。 * `EPOLLIN`：表示关心 **可读事件**（有新数据或者新连接）。 * `ev.data.fd = sockfd`：把 `sockfd`（监听 socket）存进去，后面可以识别事件来源。 * `epoll_ctl`：向 `epfd` 里 **注册一个新的事件**，相当于"告诉 epoll，我要关注这个 sockfd 的可读事件"。 这就让 epoll **开始监听服务器的主 socket**，随时准备接收新连接。 ### 3. 进入事件循环 ```cpp while(1){ struct epoll_event events[1024] = {0}; int nready = epoll_wait(epfd, events, 1024, -1); ``` * `epoll_wait` 就是 **等待事件发生**。 * 参数解释： * `events[1024]`：用来存储返回的就绪事件。 * `1024`：最多监听 1024 个事件（实际数量 ≤ 1024）。 * `-1`：表示阻塞等待，直到有事件发生才返回。 * 返回值 `nready`：本次有多少事件就绪。 可以理解为：`epoll_wait` 就像一个 **事件闹钟**，有事件发生时会通知我们。 ### 4. 处理事件 ```cpp for(int i = 0; i < nready; i++){ int connfd = events[i].data.fd; ``` * 遍历所有就绪事件，一个一个处理。 * 通过 `events[i].data.fd` 拿到事件对应的文件描述符。 ### 5. 新客户端连接 ```cpp if (connfd == sockfd){ // 新客户端连接 int clientfd = accept(sockfd,(struct sockaddr*)&clientaddr,&len); printf("accept finished: %d\n", clientfd); ev.events = EPOLLIN; ev.data.fd = clientfd; epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, clientfd, &ev); } ``` * 如果 `connfd == sockfd`，说明是 **监听 socket 触发** → 有新客户端来连接。 * 调用 `accept` 拿到新的客户端 `clientfd`。 * 把 `clientfd` 也加入 epoll，关心它的 `EPOLLIN`（可读事件）。 这样以后 epoll 就会帮我们监控这个客户端的收发数据。 ### 6. 客户端发来消息 ```cpp }else if(events[i].events & EPOLLIN) { // 客户端发来消息 char buffer[1024] = {0}; int count = recv(connfd,buffer,1024,0); ``` * 如果触发的是 `EPOLLIN`，并且不是 `sockfd`，说明是 **某个客户端发来数据**。 * 用 `recv` 把数据读出来。 ### 7. 客户端断开连接 ```cpp if(count == 0){ // 客户端断开 printf("client disconnect: %d\n",connfd); close(connfd); epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, connfd, NULL); continue; } ``` * 如果 `recv` 返回 `0`，表示客户端主动断开。 * 我们需要： 1. `close(connfd)` 关闭连接。 2. `epoll_ctl(..., EPOLL_CTL_DEL, ...)` 从 epoll 里移除这个 fd，避免继续监听它。 ### 8. 回显消息 ```cpp printf("RECV: %s\n",buffer); send(connfd,buffer,count,0); ``` 如果收到数据，就打印出来，并用 `send` 回发给客户端（回显服务器）。 [0voice · GitHub](https://github.com/0voice "0voice · GitHub")