为什么使用epoll

epoll之所以在Linux网络编程中被广泛使用，主要是因为它解决了传统IO多路复用技术（如select和poll）在处理大量文件描述符时遇到的一些关键问题。以下是使用epoll的几个主要原因：

• 性能瓶颈：
  文件描述符数量限制：select和poll在处理大量文件描述符时存在性能瓶颈，因为它们通常使用固定大小的数组来存储文件描述符，这限制了它们可以监视的文件描述符的数量。虽然poll相比select在这方面有所改进（poll没有文件描述符数量限制的理论上限，但实际操作中仍受限于系统内存），但epoll通过动态的数据结构（如红黑树）来管理文件描述符，真正实现了无限制地监视文件描述符。
• 效率问题：
  select和poll在检查文件描述符时，需要遍历整个数组（或链表），这种方式在文件描述符数量较多但仅有少量活跃时效率低下。epoll通过只检查就绪队列（其中包含已经就绪的文件描述符）来避免这种低效的遍历，从而大大提高了效率。
• 边缘触发（Edge Triggered, ET）和水平触发（Level Triggered, LT）：
  epoll支持ET和LT两种触发模式，这提供了更灵活的事件通知机制。ET模式适用于需要高效处理大量并发连接的场景，因为它只在文件描述符状态发生实际变化时通知一次。而LT模式则更易于编程，因为它在文件描述符保持就绪状态时持续通知。
• 系统调用开销：
  由于epoll只在有事件发生时才通知应用程序，并且它使用了高效的数据结构来管理文件描述符和就绪事件，因此它减少了系统调用的次数和开销。相比之下，select和poll需要定期轮询所有文件描述符，即使大多数文件描述符都没有活动，这增加了系统调用的开销。
• 内核和用户空间之间的交互：
  epoll通过减少内核和用户空间之间的交互次数来提高性能。当文件描述符就绪时，epoll通过内核中的回调函数将事件添加到就绪队列中，而epoll_wait则直接从内核空间的就绪队列中读取事件，减少了数据的复制和移动。
• 可移植性和标准化：
  虽然epoll是Linux特有的，但它已经成为Linux高性能网络编程的事实标准。许多现代的网络库和框架（如libevent、libuv、Netty等）都提供了对epoll的支持，这使得在Linux平台上开发高性能网络应用程序变得更加容易和高效。

综上所述，epoll通过解决传统IO多路复用技术的性能瓶颈、提供灵活的触发模式、减少系统调用开销以及优化内核和用户空间之间的交互，成为了Linux下高性能网络编程的首选IO多路复用机制。