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epoll原理
設想一個場景：有100萬用戶同時與一個進程保持着TCP連接，而每一時刻只有幾十個或幾百個TCP連接是活躍的(接收TCP包)，也就是說在每一時刻進程只需要處理這100萬連接中的一小部分連接。那麼，如何才能高效的處理這種場景呢？進程是否在每次詢問操作系統收集有事件發生的TCP連接時，把這100萬個連接告訴操作系統，然後由操作系統找出其中有事件發生的幾百個連接呢？實際上，在Linux2.4版本以前，那時的select或者poll事件驅動方式是這樣做的。
這裏有個非常明顯的問題，即在某一時刻，進程收集有事件的連接時，其實這100萬連接中的大部分都是沒有事件發生的。因此如果每次收集事件時，都把100萬連接的套接字傳給操作系統(這首先是用戶態內存到內核態內存的大量複製)，而由操作系統內核尋找這些連接上有沒有未處理的事件，將會是巨大的資源浪費，然後select和poll就是這樣做的，因此它們最多隻能處理幾千個併發連接。而epoll不這樣做，它在Linux內核中申請了一個簡易的文件系統，把原先的一個select或poll調用分成了3部分：
1)調用epoll_create建立一個epoll對象(在epoll文件系統中給這個句柄分配資源)；
2)調用epoll_ctl向epoll對象中添加這100萬個連接的套接字；
3)調用epoll_wait收集發生事件的連接；
這樣只需要在進程啓動時建立1個epoll對象，並在需要的時候向它添加或刪除連接就可以了，因此，在實際收集事件時，epoll_wait的效率就會非常高，因爲調用epoll_wait時並沒有向它傳遞這100萬個連接，內核也不需要去遍歷全部的連接。
那麼Linux內核將如何實現以上的想法呢？下面以Linux內核2.6.35版本爲例，簡單說明一下epoll是如何高效處理事件的。
當某一進程調用epoll_create方法時，Linux內核會創建一個eventpoll結構體，這個結構體中有兩個成員與epoll的使用方式密切相關，如下所示：
struct eventpoll {
...
/*紅黑樹的根節點，這棵樹中存儲着所有添加到epoll中的事件，也就是這個epoll監控的事件*/
struct rb_root rbr;
/*雙向鏈表rdllist保存着將要通過epoll_wait返回給用戶的、滿足條件的事件*/
struct list_head rdllist;
...
};
每一個epoll對象都有一個獨立的eventpoll結構體，這個結構體會在內核空間中創造獨立的內存，用於存儲使用epoll_ctl方法向epoll對象中添加進來的事件。這些事件都會掛到rbr紅黑樹中，這樣重複添加的事件就可以通過紅黑樹而高效的識別出來(epoll_ctl方法很快)。
所有添加到epoll中的事件都會與設備(如網卡)驅動程序建立回調關係，也就是說相應事件的發生時會調用這裏的回調方法。這個回調方法在內核中叫做ep_poll_callback，它會把這樣的事件放到上面的rdllist雙向鏈表中。
在epoll中對於每一個事件都會建立一個epitem結構體，如下所示：
struct epitem {
...
//紅黑樹節點
struct rb_node rbn;
//雙向鏈表節點
struct list_head rdllink;
//事件句柄等信息
struct epoll_filefd ffd;
//指向其所屬的eventepoll對象
struct eventpoll *ep;
//期待的事件類型
struct epoll_event event;
...
};
這裏包含每一個事件對應着的信息。
當調用epoll_wait檢查是否有發生事件的連接時，只是檢查eventpoll對象中的rdllist雙向鏈表是否有epitem元素而已，如果rdllist鏈表不爲空，則這裏的事件複製到用戶態內存中，同時將事件數量返回給用戶。因此epoll_waitx效率非常高。epoll_ctl在向epoll對象中添加、修改、刪除事件時，從rbr紅黑樹中查找事件也非常快，也就是說epoll是非常高效的，它可以輕易地處理百萬級別的併發連接。
總結：
1)epoll_create創建一個epoll對象，該對象有一個eventpoll結構體，結構體中含有關鍵成員：存放epoll中的事件的紅黑樹根節點rbr、保存epoll_wait返回的事件的雙向鏈表rdllist；
2)epoll_ctl方法向epoll對象中註冊事件，將epitem添加到rbr中，事件與設備驅動程序建立回調關係，事件發生調用回調方法，將發生的事件添加到rdllist中；
3)epoll_wait檢查rdllist雙向鏈表；
4)與select和poll的區別：
select和poll每次收集事件時都會把所有的fd傳給操作系統內核，首先是用戶態內存到內核態內存的大量複製，然後系統內核輪詢所有fd有沒有未處理的事件，浪費資源。