面试题：C++ 同步多路复用中epoll的优化应用

优化epoll性能的方法

高效添加、删除和修改监控的文件描述符：
- 批量操作：尽量批量进行文件描述符的添加、删除和修改，减少系统调用次数。例如，将多个需要添加的文件描述符收集到一个数组中，然后一次性调用 epoll_ctl 进行添加。
- 使用合适的数据结构：维护一个数据结构（如哈希表）来快速定位需要删除或修改的文件描述符，避免线性查找。
在事件处理时避免不必要的系统调用：
- 事件合并处理：在一次事件通知中，尽量处理多个事件，减少多次调用 epoll_wait。
- 内存池和缓冲区复用：对于网络数据的接收和发送，使用内存池和缓冲区复用技术，减少频繁的内存分配和释放。

关键代码片段

#include <iostream>
#include <sys/epoll.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <vector>

#define MAX_EVENTS 1000
#define MAX_CONNECTIONS 1000

int main() {
    int epollFd = epoll_create1(0);
    if (epollFd == -1) {
        perror("epoll_create1");
        return 1;
    }

    std::vector<epoll_event> events(MAX_EVENTS);

    // 添加文件描述符到epoll监控
    for (int i = 0; i < MAX_CONNECTIONS; ++i) {
        int sockFd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        if (sockFd == -1) {
            perror("socket");
            continue;
        }

        int flags = fcntl(sockFd, F_GETFL, 0);
        fcntl(sockFd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);

        epoll_event event;
        event.data.fd = sockFd;
        event.events = EPOLLIN | EPOLLET;  // 使用边缘触发模式

        if (epoll_ctl(epollFd, EPOLL_CTL_ADD, sockFd, &event) == -1) {
            perror("epoll_ctl: add");
            close(sockFd);
        }
    }

    while (true) {
        int numEvents = epoll_wait(epollFd, events.data(), MAX_EVENTS, -1);
        if (numEvents == -1) {
            perror("epoll_wait");
            break;
        }

        for (int i = 0; i < numEvents; ++i) {
            int sockFd = events[i].data.fd;
            if (events[i].events & EPOLLIN) {
                // 处理读事件
                char buffer[1024];
                ssize_t bytesRead = recv(sockFd, buffer, sizeof(buffer), 0);
                if (bytesRead == -1) {
                    if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK) {
                        // 没有更多数据可读
                        continue;
                    } else {
                        perror("recv");
                        close(sockFd);
                        epoll_ctl(epollFd, EPOLL_CTL_DEL, sockFd, nullptr);
                    }
                } else if (bytesRead == 0) {
                    // 对端关闭连接
                    close(sockFd);
                    epoll_ctl(epollFd, EPOLL_CTL_DEL, sockFd, nullptr);
                } else {
                    // 处理接收到的数据
                    buffer[bytesRead] = '\0';
                    std::cout << "Received: " << buffer << std::endl;
                }
            }
        }
    }

    close(epollFd);
    return 0;
}

这段代码展示了如何使用 epoll 处理大量并发连接，包括文件描述符的添加、事件的监听和处理。在实际应用中，可以进一步优化内存管理和事件处理逻辑。

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面试题：C++ 同步多路复用中epoll的优化应用

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