计算机网络-epoll 支持 UDP 吗？

摘要：epoll是一个Linux系统提供的IO多路复用的机制，是一套内核API，也是一个高效的事件监听和循环框架。本文讨论Epoll对UDP的支持。

---

本文属于以下系列：

计算机网络-epoll和IO多路复用的比较说明
juejin.cn/post/751571…

计算机网络-epoll 支持 UDP 吗？
juejin.cn/post/757202…

---

想一个问题，epoll 支持 UDP 吗？

答案是，epoll 支持 UDP，但使用方式与 TCP 不同。

epoll 对 UDP 的支持

epoll 基于文件描述符工作，UDP socket 也是文件描述符，因此可以注册到 epoll。

TCP vs UDP 在 epoll 中的区别

TCP（面向连接）

// TCP连接
int tcp_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
bind(tcp_fd, ...);
listen(tcp_fd, ...);

// 监听连接事件
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, tcp_fd, &ev);  // EPOLLIN = 新连接
int client_fd = accept(tcp_fd, ...);
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, client_fd, &ev);  // EPOLLIN = 数据到达

UDP（无连接）

// UDP socket
int udp_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
bind(udp_fd, ...);

// 直接监听数据到达
struct epoll_event ev;
ev.events = EPOLLIN;
ev.data.fd = udp_fd;
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, udp_fd, &ev);

// 事件循环中
if (events[i].data.fd == udp_fd) {
    struct sockaddr_in client_addr;
    socklen_t addr_len = sizeof(client_addr);
    char buffer[1024];
    
    // 每次recvfrom都会收到一个完整的数据报
    ssize_t n = recvfrom(udp_fd, buffer, sizeof(buffer), 0,
                        (struct sockaddr*)&client_addr, &addr_len);
}

关键区别

1. 连接管理

• TCP：需要 accept，每个连接一个 fd
• UDP：一个 fd 处理所有客户端

2. 事件含义

• TCP：EPOLLIN = 数据到达或新连接
• UDP：EPOLLIN = 数据报到达

3. 数据接收

• TCP：流式，可能需要多次 recv
• UDP：数据报，一次 recvfrom 获取完整报文

在您的服务器中集成 UDP

如果需要同时支持 TCP（HTTP）和 UDP（如 DNS、QUIC），可以这样设计：

class HybridServer {
    void handleNewConnection(int fd) {
        // 检测socket类型
        int type;
        socklen_t len = sizeof(type);
        getsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_TYPE, &type, &len);
        
        if (type == SOCK_STREAM) {
            // TCP连接 - HTTP处理
            handleTcpConnection(fd);
        } else if (type == SOCK_DGRAM) {
            // UDP socket - 直接处理
            handleUdpSocket(fd);
        }
    }
    
    void handleUdpSocket(int udp_fd) {
        struct sockaddr_in client_addr;
        socklen_t addr_len = sizeof(client_addr);
        char buffer[65535];  // UDP最大数据报大小
        
        ssize_t n = recvfrom(udp_fd, buffer, sizeof(buffer), 0,
                            (struct sockaddr*)&client_addr, &addr_len);
        
        if (n > 0) {
            // 处理UDP数据报
            processUdpPacket(udp_fd, buffer, n, &client_addr);
        }
    }
};

实际应用场景

1. DNS 服务器

// DNS通常用UDP
int dns_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
bind(dns_fd, ...);
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, dns_fd, &ev);

2. QUIC（基于 UDP 的 HTTP/3）

// HTTP/3使用UDP
int quic_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
bind(quic_fd, ...);
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, quic_fd, &ev);

3. 混合服务器

// 同时监听TCP和UDP
int tcp_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
int udp_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

bind(tcp_fd, ...);
bind(udp_fd, ...);

listen(tcp_fd, ...);

epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, tcp_fd, &tcp_ev);
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, udp_fd, &udp_ev);

注意事项

1. UDP 没有连接状态

// TCP: 可以跟踪连接状态
if (connection_closed) {
    epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, fd, NULL);
}

// UDP: 不需要，因为无连接
// 一个UDP socket一直存在，处理所有客户端

2. 错误处理不同

// TCP: EAGAIN表示暂时无数据，可以继续等待
if (n < 0 && errno == EAGAIN) {
    // 继续监听
}

// UDP: 通常直接处理，不需要复杂的错误恢复

3. 性能考虑

// UDP可以设置更大的接收缓冲区
int recv_buf = 1024 * 1024;  // 1MB
setsockopt(udp_fd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &recv_buf, sizeof(recv_buf));

总结

• epoll 支持 UDP
• UDP 使用方式更简单：一个 fd 处理所有客户端
• 适合无状态协议（DNS、QUIC 等）
• 与 TCP 可以共存于同一个 epoll 实例

如果未来要支持 HTTP/3（基于 UDP 的 QUIC），epoll 同样可以处理。