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深入理解Linux epoll ET模式实现Reactor模式

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系统教程
2026-02-10
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深入理解Linux epoll ET模式实现Reactor模式

事件驱动编程实战教程

在Linux高性能网络编程中，epoll 是一个关键的技术，尤其是其边缘触发（ET）模式与Reactor模式的结合，能极大提升程序的并发处理能力。本教程将详细讲解如何使用epoll的ET模式来实现Reactor模式，适合初学者小白一步步学习。

一、什么是Reactor模式？

Reactor模式是一种经典的事件驱动设计模式，它通过一个事件循环来监听和分发事件（如网络I/O），从而提高系统的响应效率。在Reactor模式中，核心组件包括事件处理器、事件分离器和事件循环，这些共同工作以处理多个并发连接。

二、了解epoll和ET模式

epoll 是Linux内核提供的高效I/O多路复用机制，用于监控多个文件描述符的状态。它有水平触发（LT）和边缘触发（ET）两种模式：

水平触发（LT）：只要文件描述符就绪，就会持续通知事件。
边缘触发（ET）：只在状态变化时通知一次，要求程序一次性处理所有数据，避免饥饿。ET模式通常性能更高，但编程更复杂。

在实现Reactor模式时，我们选择ET模式来减少事件触发次数，提升效率。下面是一个示意图，展示了epoll ET模式的工作原理：

深入理解Linux epoll ET模式实现Reactor模式 ET模式 Reactor模式事件驱动第1张

三、用epoll ET实现Reactor模式的步骤

以下是实现的基本步骤，我们将使用C语言示例（简化伪代码）来解释：

创建epoll实例：使用epoll_create()函数初始化。
设置文件描述符和事件：将监听的socket添加到epoll，并指定ET模式（使用EPOLLET标志）。
事件循环：在循环中调用epoll_wait()等待事件，当事件发生时，根据事件类型（如读、写）调用对应的处理器函数。
处理事件：在ET模式下，必须循环读取或写入数据，直到返回EAGAIN错误，确保一次性处理完所有数据。
维护连接状态：在事件驱动架构中，需要管理连接池和回调函数，以实现Reactor模式的核心。

四、代码示例（简化伪代码）

// 创建epoll实例int epoll_fd = epoll_create1(0);// 添加socket到epoll，使用ET模式struct epoll_event event;event.events = EPOLLIN | EPOLLET;  // 读事件，边缘触发epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, socket_fd, &event);// 事件循环while (1) {int n = epoll_wait(epoll_fd, events, MAX_EVENTS, -1);for (int i = 0; i < n; i++) {if (events[i].events & EPOLLIN) {// ET模式下，必须循环读取直到EAGAINwhile (read_data(events[i].data.fd) > 0) {// 处理数据}}}}

这个示例展示了epoll在ET模式下的基本使用，结合事件处理器，就可以构建一个完整的Reactor模式系统，实现高效的事件驱动网络服务。