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이 문서는 IOCP는 손에 익었지만 epoll은 처음인 사람을 위한 것이다. 모든 설명을 "IOCP에서는 어땠는데, epoll에서는 어떻게 되는가"의 대비로 한다.

목적은 epoll 일반론이 아니라 우리 서버의 Transport_Epoll.cpp를 읽을 수 있게 만드는 것이다. 그래서 개념 하나마다 그 개념이 실제로 나타난 코드 줄번호를 붙였다.

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범위 — 리눅스 epoll, 레벨 트리거 기준. 줄번호 인용은 전부 IOCP_Server/IOCP_Server/Transport_Epoll.cpp이며, 다른 파일은 이름을 밝혔다. select·poll에서 epoll에 이르는 계보는 0장에 있다.

아직 안 쓴 것 — EPOLLET·EPOLLEXCLUSIVE·SO_REUSEPORT는 우리 코드에 없다. 왜 없는지는 8장에.

이 개념이 실제로 무엇을 부쉈는지는 따로 있다 → 3. 두 모델 차이가 터진 곳 · 전체 요약은 1. 왜 옮겼나 · 결과

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0. select와 poll

윈도우에서 select를 버리고 IOCP로 갔던 이유가 있었다. 리눅스에서 select를 버리고 epoll로 가는 이유가 그것과 같다. 이 장은 그 계보를 한 번에 훑는다. 이미 아는 사람은 1장으로 건너뛰어도 된다.

select · poll · epoll

select · poll · epoll은 전부 준비 통지다. "읽을 수 있게 됐다"까지만 알려주고 recv는 내가 부른다. 버퍼도 처음부터 끝까지 내 것이다.

셋의 차이는 하나뿐이다 — 누가 준비됐는지 알아내는 방법. 완료 통지인 IOCP와는 계열 자체가 다르고, 그 차이가 1장과 2장의 내용이다.

select — 매번 처음부터

select는 감시할 소켓 묶음을 매 호출마다 커널에 넘긴다. 커널은 그 묶음을 처음부터 끝까지 훑으며 소켓마다 상태를 확인한다. 준비된 것이 하나뿐이어도 전부를 돈다.

여기에 눈에 안 보이는 비용이 하나 더 붙는다. 아무것도 준비되지 않았으면 잠들어야 하므로, 커널은 소켓 하나하나의 대기큐에 "데이터 오면 깨워라"를 걸어 둔다. 그리고 반환할 때 그것을 전부 뗀다. 걸었다 떼기를 매 호출마다 n번씩 반복한다.

결과가 입력을 덮어쓰는 문제도 있다. fd_set을 "이것들을 봐 달라"고 넘기면 돌아올 때는 "이것들이 준비됐다"로 바뀌어 있다. 원본이 사라지니 다음 루프 전에 묶음을 처음부터 다시 채워야 한다.

// 한 바퀴에 n개를 세 번 만진다
while (running) {
    FD_ZERO(&readSet);
    for (auto& s : sessions) FD_SET(s.fd, &readSet);            // ① 다시 채우기
    select(nfds, &readSet, NULL, NULL, &tv);                    // ② 커널이 전부 훑기
    for (auto& s : sessions) if (FD_ISSET(s.fd, &readSet)) ...  // ③ 결과 훑기
}

개수 제한도 있다. 윈도우는 64, 리눅스는 1024이고, 둘은 성질이 다르다.

// winsock2.h:132 — 가드가 있다 = 덮어쓰라고 만든 자리
#ifndef FD_SETSIZE
#define FD_SETSIZE      64
#endif

// bits/typesizes.h:103 — 가드 없는 무조건 정의
#define __FD_SETSIZE   1024

윈도우는 winsock2.h를 include 하기 전에 다시 정의하면 올라간다. 리눅스는 안 된다. sys/select.h의 구조체가 내부 이름 __FD_SETSIZE로 크기가 정해지고 우리에게 보이는 FD_SETSIZE는 그것을 받아 만들어질 뿐이라, 밖에서 아무리 정의해도 구조체는 그대로다.

<aside> ⚠️

숫자를 올리는 것이 해법이 된 적은 없다. FD_SETSIZE는 "몇 개까지 담을 수 있나"이고 select는 담긴 것 전부를 매번 훑으므로, 그 숫자가 곧 비용의 크기다. 담을 수 있는 개수를 늘리면 낭비도 같이 늘어난다.

윈도우에서 64를 넘기려고 64개씩 스레드에 쪼개 붙이던 시절이 있었다. 그러면 스레드 수가 세션 수를 따라간다 — 5,000명이면 스레드 79개다. IOCP는 이 막다른 골목을 없애려고 나왔다.

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poll — 자료구조만 고쳤다

fd_set 비트마스크를 배열로 바꾼 것이 poll이다.

struct pollfd {
    int   fd;
    short events;   // 내 관심사
    short revents;  // 커널이 채워 주는 답
};