使用epoll实现聊天室功能，同时比较epoll和select的异同
1.首先介绍一下select和epoll的异同，如下（摘抄自https://www.cnblogs.com/Anker/p/3265058.html）
select的几大缺点：
（1）每次调用select，都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态，这个开销在fd很多时会很大
（2）同时每次调用select都需要在内核遍历传递进来的所有fd，这个开销在fd很多时也很大
（3）select支持的文件描述符数量太小了，默认是1024
epoll的解决方案：
既然是对select和poll的改进，就应该能避免上述的三个缺点。那epoll都是怎么解决的呢？在此之前，我们先看一下epoll和select和poll的调用接口上的不同，select和poll都只提供了一个函数——select或者poll函数。而epoll提供了三个函数，epoll_create,epoll_ctl和epoll_wait，epoll_create是创建一个epoll句柄；epoll_ctl是注册要监听的事件类型；epoll_wait则是等待事件的产生。
对于第一个缺点，epoll的解决方案在epoll_ctl函数中。每次注册新的事件到epoll句柄中时（在epoll_ctl中指定EPOLL_CTL_ADD），会把所有的fd拷贝进内核，而不是在epoll_wait的时候重复拷贝。epoll保证了每个fd在整个过程中只会拷贝一次。
对于第二个缺点，epoll的解决方案不像select或poll一样每次都把current轮流加入fd对应的设备等待队列中，而只在epoll_ctl时把current挂一遍（这一遍必不可少）并为每个fd指定一个回调函数，当设备就绪，唤醒等待队列上的等待者时，就会调用这个回调函数，而这个回调函数会把就绪的fd加入一个就绪链表）。epoll_wait的工作实际上就是在这个就绪链表中查看有没有就绪的fd（利用schedule_timeout()实现睡一会，判断一会的效果，和select实现中的第7步是类似的）。
对于第三个缺点，epoll没有这个限制，它所支持的FD上限是最大可以打开文件的数目，这个数字一般远大于2048,举个例子,在1GB内存的机器上大约是10万左右，具体数目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看,一般来说这个数目和系统内存关系很大。
总结：
（1）select，poll实现需要自己不断轮询所有fd集合，直到设备就绪，期间可能要睡眠和唤醒多次交替。而epoll其实也需要调用epoll_wait不断轮询就绪链表，期间也可能多次睡眠和唤醒交替，但是它是设备就绪时，调用回调函数，把就绪fd放入就绪链表中，并唤醒在epoll_wait中进入睡眠的进程。虽然都要睡眠和交替，但是select和poll在“醒着”的时候要遍历整个fd集合，而epoll在“醒着”的时候只要判断一下就绪链表是否为空就行了，这节省了大量的CPU时间。这就是回调机制带来的性能提升。
（2）select，poll每次调用都要把fd集合从用户态往内核态拷贝一次，并且要把current往设备等待队列中挂一次，而epoll只要一次拷贝，而且把current往等待队列上挂也只挂一次（在epoll_wait的开始，注意这里的等待队列并不是设备等待队列，只是一个epoll内部定义的等待队列）。这也能节省不少的开销。
上面是简单介绍select和epoll的异同，下面我们看看epoll如何实现一个聊天室功能
需求：我们想要构建一个聊天室，并且聊天室可以进行分组，对于不同组的用户之间是不能进行聊天的。
实现：
1.server端
（1）初始化sockaddr_in变量
struct sockaddr_in serverAddr;
serverAddr.sin_family=PF_INET;
serverAddr.sin_port=htons(SERVER_PORT);
serverAddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(SERVER_IP);
（2）声明一个sock变量，bind，listen等
int listener=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,);
if(listener<){
perror("socket error");
exit(-);
}
printf("socket created\n");
if(bind(listener,(struct sockaddr *)& serverAddr,sizeof(serverAddr))<){
perror("bind error");
exit(-);
}
int ret=listen(listener,);
if(ret<){
perror("listen error");
exit(-);
}
printf("start to listen: %s\n",SERVER_IP);
（3）创建epoll注册表
int epfd=epoll_create(EPOLL_SIZE);
if(epfd<){
perror("epoll_create error");
exit(-);
}
printf("epoll created,epollfd=%d\n",epfd);
static struct epoll_event events[EPOLL_SIZE];
addfd(epfd,listener,true);
其中addfd函数将listener加入到了注册表中。
（4）开始处理对应的时间
while(){
int epoll_events_count=epoll_wait(epfd,events,EPOLL_SIZE,-);//epoll_events_count表示被触发的事件总数。
if(epoll_events_count<){
perror("epoll error");
break;
}
printf("epoll_events_count=%d\n",epoll_events_count);
for(int i=;i<epoll_events_count;i++){
int sockfd=events[i].data.fd;
if(sockfd==listener){//表示有新的客户端链接进来了
struct sockaddr_in client_address;
socklen_t client_addrLength=sizeof(struct sockaddr_in);
int clientfd=accept(listener,(struct sockaddr *)&client_address,&client_addrLength);
printf("client connection from:%s : %d (IP:port),clientfd=%d\n",inet_ntoa(client_address.sin_addr),ntohs(client_address.sin_port),clientfd);
//cout<<"which chat room: "<<endl;
//cin>>MchatId;
char message[BUF_SIZE];
bzero(message,BUF_SIZE);
sprintf(message,"welcome %d\n which chat room? ",clientfd);
int ret=send(clientfd,message,BUF_SIZE,); //发送欢迎信息
if(ret<){
perror("send error");
exit(-);
}
//recv(clientfd,buf,BUF_SIZE,0);
char Mnums[];
ret=recv(clientfd,Mnums,sizeof(Mnums),0);//接受用户选择的聊天室组号
if(ret<0){
perror("choose error");
exit(-1);
}
int MchatId=Mnums[0]-'0';
cout<<"MchatId: "<<MchatId<<endl;
MUsers * uu=new MUsers(clientfd);
uu->chatId=MchatId;
clients_list.push_back(*uu);
printf("Add new clientfd=%d to epoll\n",clientfd);
printf("Now there are %d clients in the chatroom\n",(int)clients_list.size());
printf("welcome message\n");
addfd(epfd,clientfd,true);
}else{
int ret=sendBroadcastmessage(sockfd);//对同一组的用户进行广播
if(ret<){
perror("sendBroad error");
exit(-);
}
}
}
}
2.clients端
(1)初始化sockaddr_in变量
struct sockaddr_in serverAddr;
serverAddr.sin_family=PF_INET;
serverAddr.sin_port=htons(SERVER_PORT);
serverAddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(SERVER_IP);
(2)声明socket,connect
int sock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,);
if(sock<){
perror("sock error");
exit(-);
}
if(connect(sock,(struct sockaddr *)&serverAddr,sizeof(serverAddr))<){
perror("connect error");
exit(-);
}
(3)使用pipe管道，并初始化epoll注册表，并将sock和读管道加入到注册表中。
int pipe_fd[];
if(pipe(pipe_fd)<){
perror("pipe error");
exit(-);
}
int epfd=epoll_create(EPOLL_SIZE);
if(epfd<){
perror("epfd error");
exit(-);
}
static struct epoll_event events[];
addfd(epfd,sock,true);
addfd(epfd,pipe_fd[],true);//加入读管道是为了获取子进程通过写管道发送的信息
bool isClientwork=true;
char message[BUF_SIZE];
(4)子进程负责将标准输入中的数据发送到写管道，父进程通过读管道获得标准输入中的数据，然后发送到客户端处理。同时父进程还要负责接受客户端发来的消息。
int pid=fork();
if(pid<){
perror("fork error");
exit(-);
}
else if(pid==){
close(pipe_fd[]);
printf("Please input 'exit' to exit the chat room\n");
while(isClientwork){
bzero(&message,BUF_SIZE);
fgets(message,BUF_SIZE,stdin);//获取标准输入的数据
if(strncasecmp(message,EXIT,strlen(EXIT))==){
isClientwork=false;
}else{
if(write(pipe_fd[],message,strlen(message)-)<){//通过写管道发送给父进程
perror("fork error");
exit(-);
}
}
}
}else{
close(pipe_fd[]);
while(isClientwork){
int epoll_events_count=epoll_wait(epfd,events,,-);
for(int i=;i<epoll_events_count;++i){
bzero(&message,BUF_SIZE);
if(events[i].data.fd==sock){//服务器来的消息
int ret=recv(sock,message,BUF_SIZE,);//接受来自服务器的信息
if(ret==){
printf("server closed connection: %d\n",sock);
close(sock);
isClientwork=false;
}else{
printf("%s\n",message);
}
}else{
int ret=read(events[i].data.fd,message,BUF_SIZE);//获得标准输入的信息
if(ret==) isClientwork=;
else{
send(sock,message,BUF_SIZE,);//发送到服务器
}
}
}
}
}
完整代码：https://github.com/JsonZhangAA/shiyanlou/tree/master/epoll
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