C기반 I/O Multiplexing - 6. Select와 Epoll의 차이점과 Epoll 컨셉

C기반 I/O Multiplexing - 5. Select 모델의 단점

이전 포스팅에서 select 모델의 단점에 대해서 기록했다.

결론적으로 단점은 다음과 같다.

1. select 반환 값에 따라 행동을 할 때, 등장하는 등록된 파일 디스크립터들을 대상으로 하는 반복문
2. Select 함수를 호출할 때마다 관찰 대상의 인자 전달.

결국, 등록된 파일 디스크립터들을 매번 통째로 넘기고, 통째로 결과를 받아오기 때문에 운영체제에게 넘기고 받고 하는 과정도 부담스럽고, 뭐가 변했는지 알려면 모든 파일 디스크립터들을 대상으로 반복문도 오지게~ 돌려야한다.

그러나 초기에 파일 디스크립터들을 넘기고, 갱신되는 부분들만 넘기고 받는다면 운영체제에게 데이터를 주고 받는 과정에서 발생하는 오버헤드를 줄일 수 있고, 등록된 파일 디스크립트 전체를 대상으로 돌던 반복문을 갱신된 파일 디스크립터에 대해서만 반복문을 돌리면 되니 매우 효율적일 수 밖에 없다. 이런 방식으로 동작하는 것이 바로 Epoll 모델이다.

Epoll 모델의 컨셉

Epoll 모델의 컨셉은 파일 디스크립터들을 등록하고, 이벤트 발생 대기 함수를 실행하여 변화된 파일 디스크립터들을 뽑아내어 처리한다는 Select 모델의 컨셉과 다를 바가 없다. 이를 전제로 차이를 확인하면서 컨셉을 보자.

파일 디스크립터 저장소 생성

파일 디스크립터를 저장할 수 있는 저장소의 생성이다. 이 저장소를 Epoll Instance 라고 하며, 이 인스턴스 또한 파일 디스크립터를 부여받는다. 이 fd를 이용하여 파일 디스크립터를 추가 및 제거할 때 저장소를 지목(?) 할 때 쓴다.

epoll_create 로 저장소를 생성하며, 인자로 들어가는 크기 정보는 절대적인 것이 아니라 운영체제가 참고로만 사용한다고 한다.

파일 디스크립터의 등록

epoll_ctl 함수는 감시할 파일 디스크립터를 등록 및 삭제, 수정하는 함수이다. Select 모델에서의 FD_ 매크로들의 기능을 하나의 함수로 수행하도록 되어 있으며, 파일 디스크립터마다 관찰할 이벤트 유형을 지정할 수 있다.

먼저 추가, 삭제, 변경(수정) 부분이다.

이러한 매크로 상수를 값으로 넣을 수 있다. 용도에 맞게.

관찰 대상의 이벤트 유형을 등록할 때에는 아래와 같은 자료형에 값을 넣어서 인자 전달을 한다.

왼쪽 구조체에서 events 라는 부분에 이벤트의 종류를 명시하면 되는데 우리가 만드는 프로그램은 서버이므로 수신 이벤트에 초점을 맞춘다. 그러므로 아래와 같이 EPOLLIN 이라는 매크로 상수를 사용한다.

참고 ) Epoll 등록가능한 이벤트는 enum으로 열거되어 있다.

Epoll_wait 함수의 호출

epoll_wait 함수를 이용하여 변화하는 이벤트를 솎아낸다 ㅋㅋ 이 함수를 통해서 변화가 발생하는 파일 디스크립터들만 뽑아낼 수 있다! 어디에? 두 번째 인자로 전달되는 버퍼 변수에!

기본 컨셉은 select 모델과 다를 부분이 크게 없으며, 약간 약간의 차이이다. 그리고 select 모델에서 level trigger 적인 특성을 지닌 것처럼 epoll 모델은 level trigger가 기본 형태이다.

다음 포스팅에는 코드 레벨에서 정리를 해볼 것이다.