如何实现IO多路复用(函数实现)

IO多路复用（Input/Output Multiplexing）是指在一个进程中管理多个网络连接或其他I/O事件，而不需要对每一个事件都轮询检查。在Linux系统中，最常用的库函数有`select()`、`poll()` 和 `epoll()` 等。以下是基于`epoll()` 函数的一个简单示例，展示如何实现在一个程序中使用IO多路复用：

#include <stdio.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <fcntl.h>

// 定义监听套接字描述符
int epoll_fd;
struct epoll_event events[10];

void register_socket(int socket, int event_mask) {
    struct epoll_event event;
    event.events = event_mask; // 监听指定事件，如EPOLLIN（读就绪）或EPOLLOUT（写就绪）
    event.data.fd = socket;

    if (epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, socket, &event)) { // 将socket添加到epoll实例中
        perror("Error registering socket");
        return;
    }
}

void unregister_socket(int socket) {
    if (epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_DEL, socket, NULL)) { // 从epoll实例中移除socket
        perror("Error un-registering socket");
    }
}

int main() {
    epoll_fd = epoll_create1(0); // 创建一个新的epoll实例

    // 注册网络套接字到epoll实例
    int server_sock = socket(...);
    register_socket(server_sock, EPOLLIN);

    while (true) {
        int num_events = epoll_wait(epoll_fd, events, sizeof(events), -1); // 阻塞等待事件
        for (int i = 0; i < num_events; ++i) {
            if (events[i].data.fd == server_sock && (events[i].events & EPOLLIN)) { // 当server_sock有读就绪事件
                read(server_sock, ...); // 处理读事件
            } else {
                // 处理其他事件...
            }
        }
    }

    close(epoll_fd);
    return 0;
}

在这个例子中，`epoll_wait()` 函数会在服务器接收到新连接、数据可读或写入准备就绪时返回，从而允许我们高效地处理多个I/O请求，而不是频繁地轮询每个套接字。