So implementieren Sie Epoll in Golang

Im Linux-Betriebssystem ist Epoll ein sehr effizienter Benachrichtigungsmechanismus für E/A-Ereignisse. Wenn Sie epoll verwenden, können Sie mehrere Dateideskriptoren an eine epoll-Instanz binden. Die epoll-Instanz benachrichtigt das Programm über E/A-Ereignisse, die auf allen Dateideskriptoren auftreten. Im Vergleich zu anderen E/A-Ereignisbenachrichtigungsmechanismen wie Select und Poll weist Epoll eine höhere Effizienz und einen geringeren Overhead auf. In diesem Artikel stellen wir vor, wie Epoll in Golang implementiert wird.

1. Grundprinzip von epoll

Unter Linux verfügt jeder Prozess über eine eigene Dateideskriptortabelle. Wenn der Prozess E/A-Vorgänge ausführen muss, muss er über den Dateideskriptor auf die entsprechende Datei oder den entsprechenden Socket zugreifen. Wenn die Datei oder der Socket bereit ist, benachrichtigt der Kernel den Prozess. Diese Benachrichtigung ist ein E/A-Ereignis. Wenn ein E/A-Ereignis auftritt, durchläuft Select und Poll alle Dateideskriptorsätze, epoll ist jedoch anders. Es durchläuft nur den Dateideskriptorsatz, in dem das E/A-Ereignis aufgetreten ist.

epoll besteht grundsätzlich aus drei Systemaufrufen: epoll_create, epoll_ctl und epoll_wait. epoll_create wird zum Erstellen einer Epoll-Instanz verwendet, epoll_ctl wird zum Hinzufügen/Löschen/Ändern von Dateideskriptoren zur Epoll-Instanz verwendet und epoll_wait wird verwendet, um auf Ereignisse im Dateideskriptor zu warten.

2. epoll in Golang

In Golang wird Epoll durch das Paket net/netutil implementiert. Es ist basierend auf den Systemaufrufen epoll_create, epoll_ctl und epoll_wait gekapselt. Golang kapselt Epoll in die interne/poll/epoll-Datei von Netutil.

Wenn Golang Epoll implementiert, definiert es die Epoll-Instanztypen epollServer bzw. epollDesc. Darunter enthält epollServer eine epoll-Instanz, die zum Speichern von Dateideskriptoren und E/A-Ereignissen verwendet wird; epollDesc wird zur Darstellung eines Dateideskriptors und zugehöriger E/A-Ereignisse verwendet.

3. Implementierung von epollServer

Werfen wir zunächst einen Blick auf die Implementierung von epollServer. epollServer enthält die folgenden Felder:

type epollServer struct {
    // events 是一个数组，用于存储返回的 I/O 事件
    events []syscall.EpollEvent

    // epollFd 是 epoll 实例的文件描述符
    epollFd int

    // fds 用于存储文件描述符和对应的 epollDesc
    fds map[int]*epollDesc
}

Um eine epollServer-Instanz zu erstellen, müssen Sie zunächst die von golang bereitgestellte Funktion newEpollServer aufrufen.

func newEpollServer() (ep *epollServer, err error) {
    // 创建 epoll 实例
    ep = &epollServer{
        events: make([]syscall.EpollEvent, epollServerBlock),
        fds:    make(map[int]*epollDesc),
    }
    ep.epollFd, err = syscall.EpollCreate1(0)
    if err != nil {
        return nil, err
    }

    // 将 epoll 实例添加到 epollServer 的文件描述符映射表中
    ep.fds[ep.epollFd] = &epollDesc{ep, syscall.EPOLLIN}
    return ep, nil
}

Wir können sehen, dass beim Erstellen einer epollServer-Instanz zunächst eine epoll-Instanz über den Aufruf syscall.EpollCreate1(0) erstellt und dann der Dateideskriptor-Zuordnungstabelle von epollServer hinzugefügt wird.

Dann können wir über die addFD-Methode einen Dateideskriptor zur epollServer-Instanz hinzufügen.

func (ep *epollServer) addFD(fd int, mode int) error {
    // 设置文件描述符的非阻塞模式
    if err := syscall.SetNonblock(fd, true); err != nil {
        return err
    }

    // 将文件描述符的 I/O 事件添加到 epoll 实例中
    ev := syscall.EpollEvent{Fd: int32(fd), Events: syscall.EPOLLIN | syscall.EPOLLOUT}
    if err := syscall.EpollCtl(ep.epollFd, syscall.EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev); err != nil {
        return err
    }

    // 将文件描述符和 epollDesc 添加到文件描述符映射表中
    ep.fds[fd] = &epollDesc{ep, mode}
    return nil
}

Stellen Sie in der addFD-Methode zunächst den Dateideskriptor auf den nicht blockierenden Modus ein und fügen Sie dann das E/A-Ereignis des Dateideskriptors zur Epoll-Instanz hinzu. Fügen Sie abschließend den Dateideskriptor und das entsprechende epollDesc zur Dateideskriptor-Zuordnungstabelle hinzu.

Schließlich können wir über die Wartemethode auf E/A-Ereignisse warten, die im Dateideskriptor auftreten.

func (ep *epollServer) wait(ms int) ([]syscall.EpollEvent, error) {
    if ms < 0 {
        ms = -1
    }
    // 等待发生 I/O 事件
    nEvents, err := syscall.EpollWait(ep.epollFd, ep.events, ms)
    if err != nil {
        return nil, err
    }

    // 返回发生的 I/O 事件
    return ep.events[:nEvents], nil
}

Jetzt haben wir verstanden, wie epollServer in Golang implementiert ist. Als nächstes stellen wir die Implementierungsmethode von epollDesc vor. Implementierung von

4. epollDesc

epollDesc wird verwendet, um einen Dateideskriptor und das entsprechende E/A-Ereignis darzustellen. Die Implementierung ist sehr einfach und erfordert lediglich einen Zeiger auf epollServer und eine Ganzzahl, die das E/A-Ereignis darstellt.

type epollDesc struct {
    srv  *epollServer
    mode int
}

5. Zusammenfassung

In diesem Artikel haben wir vorgestellt, wie man Epoll in Golang verwendet, um einen effizienten E/A-Ereignisbenachrichtigungsmechanismus zu implementieren. Wir haben die Grundprinzipien der Implementierung von epollServer und epollDesc durch epoll und Golang ausführlich vorgestellt. Ich glaube, dass Sie durch die Lektüre dieses Artikels die Implementierung von Epoll in Golang besser verstehen und eine Referenz für die Auswahl des geeigneten E/A-Ereignisbenachrichtigungsmechanismus für Ihr Projekt bereitstellen können.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonSo implementieren Sie Epoll in Golang. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!