epoll 模型

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在 linux 的网络编程中，很长的时间都在使用 select 来做事件触发。在 linux 新的内核中，有了一种替换它的机制，就是 epoll。相比于 select， epoll 最大的好处在于它不会随着监听 fd 数目的增长而降低效率。因为在内核中的 select 实现中，它是采用轮询来处理的，轮询的 fd 数目越多，自然耗时越多。并且，在 linux/posix_types.h 头文件有这样的声明：

#define __FD_SETSIZE 1024

表示 select 最多同时监听 1024 个 fd，当然，可以通过修改头文件再重编译内核来扩大这个数目，但这似乎并不治本。

epoll 的接口非常简单，一共就三个函数：效率稳定，不会随着监控的描述符增多而减小

1. int epoll_create(int size);

创建一个 epoll 的句柄， size 用来告诉内核这个监听的数目一共有多大。(epoll模型对监控的描述符没有限制，写什么都无所谓，只要不写0就好)这个参数不同于select()中的第一个参数，给出最大监听的 fd+1 的值。需要注意的是，当创建好 epoll 句柄后，它就是会占用一个 fd 值，在 linux 下如果查看/proc/进程 id/fd/，是能够看到这个 fd 的，所以在使用完 epoll 后，必须调用 close()关闭，否则可能导致 fd 被耗尽。

2. int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);

epoll 的事件注册函数，它不同于 select()是在监听事件时告诉内核要监听什么类型的事件，而是在这里先注册要监听的事件类型。//成功返回0，失败返回-1

第一个参数是 epoll_create() 的返回值，

第二个参数表示动作，用三个宏来表示：

EPOLL_CTL_ADD：注册新的 fd 到 epfd 中；

EPOLL_CTL_MOD：修改已经注册的 fd 的监听事件；

EPOLL_CTL_DEL：从 epfd 中删除一个 fd；(解注册)

第三个参数是需要监听的 fd，

第四个参数是告诉内核需要监听什么事， struct epoll_event 结构如下：

struct epoll_event {

uint32_t events;    /* Epoll events */

epoll_data_t data; /* User data variable */ 把我们要监控的描述符再填一遍

};

typedef union epoll_data {

   void *ptr;

   int fd;

   uint32_t    u32;

   uint64_t    u64;

   } epoll_data_t;

events 可以是以下几个宏的集合：

EPOLLIN ：表示对应的文件描述符可以读（包括对端 SOCKET 正常关闭）；

EPOLLOUT：表示对应的文件描述符可以写；

EPOLLPRI：表示对应的文件描述符有紧急的数据可读（这里应该表示有带外数据到来）；

EPOLLERR：表示对应的文件描述符发生错误；

EPOLLHUP：表示对应的文件描述符被挂断；

EPOLLET：将 EPOLL 设为边缘触发(Edge Triggered)模式，这是相对于水平触发(Level Triggered)来说的。

EPOLLONESHOT：只监听一次事件，当监听完这次事件之后，如果还需要继续监听这个 socket的话，需要再次把这个 socket 加入到 EPOLL 队列里。

EPOLL 事件有两种模型：

Edge Triggered (ET) 边缘触发只有数据到来，才触发，不管缓存区中是否还有数据。

不管你发多少数据，我一次只能读多少就读多少，读不完的也不会再次触发epoll_wait函数，下次再发数据在触发，就会连同上次没读完，仍然在缓存区的数据也接着读到

Level Triggered (LT) 水平触发只要有数据都会触发。

当缓冲区有数据是，epoll_wait会不断得到触发（效率不高）如果一次发送的数据太多，超过接受数据数组的大小，当接受数据的数组读满后，read会再次触发epoll_wait函数，来接着读输入到缓冲区的数据

3. int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents,int timeout);

等待事件的产生，类似于 select()调用。参数 events 用来从内核得到事件的集合(所以每次使用前都要清空，这里相当于以前用的select的rdset集合)， maxevents 告之内核这个 events 有多大，这个 maxevents 的值不能大于创建 epoll_create()时的 size，参数 timeout 是超时时间（毫秒,0 会立即返回,-1 将不确定,也有说法说是永久阻塞;是一个相对时间）。该函数返回需要处理的事件数目，如返回 0 表示已超时。有描述符可读，主动通知 epoll_wait()

//数组取地址还是它本身

func.h

#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

#include <netinet/in.h>

#include <arpa/inet.h>

#include <string.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <sys/epoll.h>

#include <unistd.h>

"ctrl+d"read()读到0

epoll_tcp_server.c

epoll_tcp_client.c

#include "func.h"

#define NUM 10

int main(int argc,char* argv[])

{

if(argc!=3)

{

printf("error args\n");

return -1;

}

int sfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

if(-1==sfd)

{

perror("socket");

return -1;

}

struct sockaddr_in ser;

memset(&ser,0,sizeof(ser));

ser.sin_family=AF_INET;

ser.sin_port=htons(atoi(argv[2]));

ser.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);

int ret;

ret=bind(sfd,(struct sockaddr*)&ser,sizeof(struct sockaddr));

if(-1==ret)

{

perror("bind");

return -1;

}

ret=listen(sfd,NUM);

if(-1==ret)

{

perror("listen");

return -1;

}

int epfd=epoll_create(1); //创建一个句柄，参数只要不是0就OK

struct epoll_event event,evs[NUM+1];

//第二个数组用来传参给epoll_wait()，得到哪个描述符有输入

event.events=EPOLLIN; //注册事件，多个操作要用或操作

event.data.fd=sfd; //注册要监听的描述符

ret=epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,sfd,&event);

if(-1==ret)

{

perror("epoll_ctl");

return -1;

}

event.events=EPOLLIN; //注册标准输入

event.data.fd=0;

ret=epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,0,&event);

if(-1==ret)

{

perror("epoll_ctl");

return -1;

}

int i;

int new_fd;

char buf[128];

int n;

while(1)

{

memset(evs,0,sizeof(evs));

ret=epoll_wait(epfd,evs,NUM+2,-1);

if(ret >0)

{

for(i=0;i<ret;i++)

{

if(evs[i].events == EPOLLIN && evs[i].data.fd == sfd)

{

new_fd=accept(sfd,NULL,NULL);

printf("accept newfd =%d\n",newfd);

event.events=EPOLLIN;

event.data.fd=new_fd;

epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,new_fd,&event);

}

if(evs[i].events == EPOLLIN && evs[i].data.fd == 0)

{

memset(buf,0,sizeof(buf));

n=read(0,buf,sizeof(buf));

if(n>0)

{

send(new_fd,buf,strlen(buf)-1,0);

}else if(n==0)

{

printf("bye\n");

event.events=EPOLLIN;

event.data.fd=new_fd;

epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,new_fd,&event);

close(new_fd);

}

if(evs[i].events == EPOLLIN && evs[i].data.fd == new_fd)

{

memset(buf,0,sizeof(buf));

n=recv(new_fd,buf,sizeof(buf),0);

if(n>0)

{

printf("recv client buf =%s\n",buf);

}else if(n==0){

printf("bye\n");

event.events=EPOLLIN;

event.data.fd=new_fd;

epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,new_fd,&event);

close(new_fd);

}

return 0;

}

#include "func.h"

int main(int argc,char** argv)

{

if(argc !=3)

{

printf("error args\n");

return -1;

}

int sfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

if(-1==sfd)

{

perror("socket");

return -1;

}

struct sockaddr_in ser;

memset(&ser,0,sizeof(ser));

ser.sin_family=AF_INET;

ser.sin_port=htons(atoi(argv[2])); //一定要用htons

ser.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);

int ret;

ret=connect(sfd,(struct sockaddr*)&ser,sizeof(struct sockaddr));

if(-1==ret)

{

perror("connect");

return -1;

}

int epfd=epoll_create(1);

struct epoll_event event,evs[2];

event.events=EPOLLIN;

event.data.fd=sfd;

ret=epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,sfd,&event);

if(-1==ret)

{

perror("epoll_ctl");

return -1;

}

event.events=EPOLLIN;

event.data.fd=0;

ret=epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,0,&event);

if(-1==ret)

{

perror("epoll_ctl");

return -1;

}

int i;

char buf[128];

int n;

while(1)

{

memset(evs,0,sizeof(evs));

ret=epoll_wait(epfd,evs,2,-1);

if(ret>0)

{

for(i=0;i<ret;i++)

{

if(evs[i].events == EPOLLIN && evs[i].data.fd == 0)

{

memset(buf,0,sizeof(buf));

n=read(0,buf,sizeof(buf));

if(n==0)

{

printf("bye\n");

close(sfd);

return 0;

}

n=send(sfd,buf,strlen(buf)-1,0);

if(-1==n)

{

perror("send");

return -1;

}

if(evs[i].events == EPOLLIN && evs[i].data.fd == sfd)

{

memset(buf,0,sizeof(buf));

n=recv(sfd,buf,sizeof(buf),0);

if(n > 0)

{

printf("recv form server buf =%s\n",bu f);

}else if(n==0)

{

printf("bye\n");

close(sfd);

return 0;

}

return 0;

}

巴特西

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