在前面的章節中，我們講解了kqueue的使用和原理，接下來我們再看一下epoll的使用。兩者都是更加高階的IO方式，都需要藉助native的方法實現，不同的是Kqueue用在mac系統中，而epoll用在liunx系統中。
epoll的使用也很簡單，我們還是以常用的聊天室為例來講解epoll的使用。
對於server端來說需要建立bossGroup和workerGroup,在NIO中這兩個group是NIOEventLoopGroup,在epoll中則需要使用EpollEventLoopGroup:
EventLoopGroup bossGroup = new EpollEventLoopGroup(1);
EventLoopGroup workerGroup = new EpollEventLoopGroup();
接著需要將bossGroup和workerGroup傳入到ServerBootstrap中：
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
b.group(bossGroup, workerGroup)
.channel(EpollServerSocketChannel.class)
.handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))
.childHandler(new NativeChatServerInitializer());
注意，這裡傳入的channel是EpollServerSocketChannel，專門用來處理epoll的請求。其他的部分和普通的NIO服務是一樣的。
接下來看下epoll的使用者端，對於使用者端來說需要建立一個EventLoopGroup,這裡使用的是EpollEventLoopGroup:
EventLoopGroup group = new EpollEventLoopGroup();
然後將這個group傳入Bootstrap中去:
Bootstrap b = new Bootstrap();
b.group(group)
.channel(EpollSocketChannel.class)
.handler(new NativeChatClientInitializer());
這裡使用的channel是EpollSocketChannel，是和EpollServerSocketChannel對應的使用者端的channel。
先看下EpollEventLoopGroup的定義：
public final class EpollEventLoopGroup extends MultithreadEventLoopGroup
和KqueueEventLoopGroup一樣，EpollEventLoopGroup也是繼承自MultithreadEventLoopGroup，表示它可以開啟多個執行緒。
在使用EpollEventLoopGroup之前，需要確保epoll相關的JNI介面都已經準備完畢：
Epoll.ensureAvailability();
newChild方法用來生成EpollEventLoopGroup的子EventLoop:
protected EventLoop newChild(Executor executor, Object... args) throws Exception {
Integer maxEvents = (Integer) args[0];
SelectStrategyFactory selectStrategyFactory = (SelectStrategyFactory) args[1];
RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler = (RejectedExecutionHandler) args[2];
EventLoopTaskQueueFactory taskQueueFactory = null;
EventLoopTaskQueueFactory tailTaskQueueFactory = null;
int argsLength = args.length;
if (argsLength > 3) {
taskQueueFactory = (EventLoopTaskQueueFactory) args[3];
}
if (argsLength > 4) {
tailTaskQueueFactory = (EventLoopTaskQueueFactory) args[4];
}
return new EpollEventLoop(this, executor, maxEvents,
selectStrategyFactory.newSelectStrategy(),
rejectedExecutionHandler, taskQueueFactory, tailTaskQueueFactory);
}
從方法中可以看到，newChild接受一個executor和多個額外的引數，這些引數分別是SelectStrategyFactory，RejectedExecutionHandler，taskQueueFactory和tailTaskQueueFactory，最終將這些引數傳入EpollEventLoop中，返回一個新的EpollEventLoop物件。
EpollEventLoop是由EpollEventLoopGroup通過使用new child方法來建立的。
對於EpollEventLoop本身來說，是一個SingleThreadEventLoop:
class EpollEventLoop extends SingleThreadEventLoop
藉助於native epoll IO的強大功能，EpollEventLoop可以在單執行緒的情況下快速進行業務處理，十分優秀。
和EpollEventLoopGroup一樣，EpollEventLoop在初始化的時候需要檢測系統是否支援epoll:
static {
Epoll.ensureAvailability();
}
在EpollEventLoopGroup呼叫的EpollEventLoop的建構函式中，初始化了三個FileDescriptor,分別是epollFd,eventFd和timerFd,這三個FileDescriptor都是呼叫Native方法建立的：
this.epollFd = epollFd = Native.newEpollCreate();
this.eventFd = eventFd = Native.newEventFd();
this.timerFd = timerFd = Native.newTimerFd();
然後呼叫Native.epollCtlAdd建立FileDescriptor之間的關聯關係：
Native.epollCtlAdd(epollFd.intValue(), eventFd.intValue(), Native.EPOLLIN | Native.EPOLLET);
Native.epollCtlAdd(epollFd.intValue(), timerFd.intValue(), Native.EPOLLIN | Native.EPOLLET);
在EpollEventLoop的run方法中，首先會呼叫selectStrategy.calculateStrategy方法，拿到當前的select狀態，預設情況下有三個狀態，分別是：
int SELECT = -1;
int CONTINUE = -2;
int BUSY_WAIT = -3;
這三個狀態我們在kqueue中已經介紹過了，不同的是epoll支援BUSY_WAIT狀態，在BUSY_WAIT狀態下，會去呼叫Native.epollBusyWait(epollFd, events)方法返回busy wait的event個數。
如果是在select狀態下，則會去呼叫Native.epollWait(epollFd, events, 1000)方法返回wait狀態下的event個數。
接下來會分別呼叫processReady(events, strategy)和runAllTasks方法，進行event的ready狀態回撥處理和最終的任務執行。
先看下EpollServerSocketChannel的定義：
public final class EpollServerSocketChannel extends AbstractEpollServerChannel implements ServerSocketChannel
EpollServerSocketChannel繼承自AbstractEpollServerChannel並且實現了ServerSocketChannel介面。
EpollServerSocketChannel的建構函式需要傳入一個LinuxSocket：
EpollServerSocketChannel(LinuxSocket fd) {
super(fd);
config = new EpollServerSocketChannelConfig(this);
}
LinuxSocket是一個特殊的socket,用來處理和linux的native socket連線。
EpollServerSocketChannelConfig是構建EpollServerSocketChannel的設定，這裡用到了4個設定選項，分別是SO_REUSEPORT,IP_FREEBIND,IP_TRANSPARENT,TCP_DEFER_ACCEPT和TCP_MD5SIG。每個設定項都對應著網路協定的特定含義。
我們再看一下EpollServerSocketChannel的newChildChannel方法：
protected Channel newChildChannel(int fd, byte[] address, int offset, int len) throws Exception {
return new EpollSocketChannel(this, new LinuxSocket(fd), address(address, offset, len));
}
newChildChannel和KqueueServerSocketChannel方法一樣，也是返回一個EpollSocketChannel，並且將傳入的fd構造成為LinuxSocket。
EpollSocketChannel是由EpollServerSocketChannel建立返回的，先來看下EpollSocketChannel的定義：
public final class EpollSocketChannel extends AbstractEpollStreamChannel implements SocketChannel {
可以看到EpollSocketChannel繼承自AbstractEpollStreamChannel，並且實現了SocketChannel介面。
回到之前EpollServerSocketChannel建立EpollSocketChannel時呼叫的newChildChannel方法，這個方法會呼叫EpollSocketChannel的建構函式如下所示：
EpollSocketChannel(Channel parent, LinuxSocket fd, InetSocketAddress remoteAddress) {
super(parent, fd, remoteAddress);
config = new EpollSocketChannelConfig(this);
if (parent instanceof EpollServerSocketChannel) {
tcpMd5SigAddresses = ((EpollServerSocketChannel) parent).tcpMd5SigAddresses();
}
}
從程式碼的邏輯可以看到，如果EpollSocketChannel是從EpollServerSocketChannel建立出來的話，那麼預設會開啟tcpMd5Sig的特性。
什麼是tcpMd5Sig呢？
簡單點說，tcpMd5Sig就是在TCP的資料包文中新增了MD5 sig,用來進行資料的校驗，從而提示資料傳輸的安全性。
TCP MD5是在RFC 2385中提出的，並且只在linux核心中才能開啟，也就是說如果你想使用tcpMd5Sig，那麼必須使用EpollServerSocketChannel和EpollSocketChannel。
所以如果是追求效能或者特殊使用場景的朋友，需要接觸這種native transport的時候還是很多的,可以仔細研究其中的設定選項。
再看一下EpollSocketChannel中非常重要的doConnect0方法：
boolean doConnect0(SocketAddress remote) throws Exception {
if (IS_SUPPORTING_TCP_FASTOPEN_CLIENT && config.isTcpFastOpenConnect()) {
ChannelOutboundBuffer outbound = unsafe().outboundBuffer();
outbound.addFlush();
Object curr;
if ((curr = outbound.current()) instanceof ByteBuf) {
ByteBuf initialData = (ByteBuf) curr;
long localFlushedAmount = doWriteOrSendBytes(
initialData, (InetSocketAddress) remote, true);
if (localFlushedAmount > 0) {
outbound.removeBytes(localFlushedAmount);
return true;
}
}
}
return super.doConnect0(remote);
}
在這個方法中會首先判斷是否開啟了TcpFastOpen選項，如果開啟了該選項，那麼最終會呼叫LinuxSocket的write或者sendTo方法，這些方法可以新增初始資料，可以在建立連線的同時傳遞資料，從而達到Tcp fast open的效果。
如果不是tcp fast open,那麼需要呼叫Socket的connect方法去建立傳統的連線。
epoll在netty中的實現和kqueue很類似，他們的不同在於執行的平臺和具體的功能引數，如果追求高效能的朋友可以深入研究。
本文的程式碼，大家可以參考：
更多內容請參考 http://www.flydean.com/53-2-netty-epoll-transport/
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