linux epoll ET，LT和用epoll实现简单的服务器

我不是女神ヾ 2022-03-06 08:58 195阅读 0赞

EPOLL事件的两种模型：  
1，Level Triggered (LT) 水平触发 //缺省工作方式，即默认的工作方式,支持blocksocket和no\_blocksocket，错误率比较小。  
.socket接收缓冲区不为空 有数据可读 读事件**一直触发**  
.socket发送缓冲区不满 可以继续写入数据 写事件一直触发  
符合思维习惯，epoll\_wait返回的就是socket连接的个数  
当被监控的文件描述符上有可读写事件发生时，epoll\_wait()会通知处理程序去读写。如果这次没有把数据一次性全部读写完(如读写缓冲区太小)， 那么下次调用epoll\_wait()时，它还会通知你在上没读写完的文件描述符上继续读写，当然如果你一直不去读写，它会一直通知你！！！如果系统中有大量你不需要读写的就绪文件描述符， 而它们每次都返回这样会大大降低处理程序检索自己关心的就绪文件描述符的效率！这种模式编程出错误可能性要小一点。传统的select/poll都是这种模型的代表。  
***并且同时支持block和no-block socket***

2，Edge Triggered (ET) 边沿触发 //高速工作方式，错误率比较大，只支持no\_block socket (非阻塞socket)  
.socket的接收缓冲区**只在状态变化时触发读事件**，即空的接收缓冲区刚接收到数据时触发读事件.socket的发送缓冲区状态变化时触发写事件，即满的缓冲区刚空出空间时触发读事件仅在状态变化时触发事件

ET(Edge\_triggered 边沿触发): 当被监控的文件描述符上有可读写事件发生时，epoll\_wait()会通知处理程序去读写。在这种模式下，当描述符从未就绪变为就绪时，内核通过epoll告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪，并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知，直到你做了某些操作导致那个文件描述符不再为就绪状态了（**比如，你在发送，接收或者接收请求，或者发送接收的数据少于一定量时导致了一个EWOULDBLOCK 错误**）。但是请注意，如果一直不对这个fd作IO操作（从而导致它再次变成未就绪），内核不会发送更多的通知(only once)。  
***ET (edge-triggered)是高速工作方式，只支持no-block socket***

epoll函数精讲：  
1，epoll数据结构

typedef union epoll_data 
    {	
       void ptr ;	
       int fd;	
       __uint32_t u32;	
       __uint64_t u64;
    }epoll_data_t;
    struct epoll_event 
    {	
           __uint 32_t events;    / Epoll events /
           	epoll_data_t data;    / User data variable /
    };

epoll\_event 结构体的events字段是表示感兴趣的事件和被触发的事件可能的取值为：  
EPOLLIN ：表示对应的文件描述符可以读；  
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  
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：表示对应的文件描述符设定为edge模式；

2、epoll\_create函数  
函数声明：int epoll\_create(int size)  
该函数生成一个epoll专用的文件描述符，其中的参数是指定生成描述符的最大范围。在linux-2.4.32内核中根据size大小初始化哈希表的大小，在linux2.6.10内核中该参数无用，使用红黑树管理所有的文件描述符，而不是hash。

3、epoll\_ctl函数  
函数声明：int epoll\_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll\_event event)  
该函数用于控制某个文件描述符上的事件，可以注册事件，修改事件，删除事件。  
参数：epfd：由 epoll\_create 生成的epoll专用的文件描述符；  
op：要进行的操作例如注册事件，可能的取值

EPOLL\_CTL\_ADD 注册、  
EPOLL\_CTL\_MOD 修改、  
EPOLL\_CTL\_DEL 删除

fd：关联的文件描述符；  
event：指向epoll\_event的指针；  
如果调用成功返回0,不成功返回-1

4、epoll\_wait函数  
函数声明:  
int epoll\_wait(int epfd,struct epoll\_event events,int maxevents,int timeout)

该函数用于轮询I/O事件的发生，epoll\_wait用来等待发生在监听描述符上的事件。它会一直阻塞直到事件发生。  
参数：  
epfd:由epoll\_create 生成的epoll专用的文件描述符；  
epoll\_event:用于回传代处理事件的数组；  
maxevents:每次能处理的事件数；  
timeout:等待I/O事件发生的超时值（ms）；-1永不超时，直到有事件产生才触发，0立即返回。  
返回发生事件数。-1有错误。

编程总结：

ev.events = EPOLLIN;//设置监听事件为可写
     
    else if(events[i].events & EPOLLIN)//可读事件
    
    else if(events[i].events & EPOLLOUT)//可写事件

epoll简单服务器实现代码：

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    #include <errno.h>
    #include <unistd.h>
    #include <time.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <sys/epoll.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <netdb.h>
    #include <fcntl.h>
    
    
    #ifndef CONNECT_SIZE
    #define CONNECT_SIZE 256
    #endif
    
    #define PORT 7777
    #define MAX_LINE 2048
    #define LISTENQ 20
    
    void setNonblocking(int sockfd)
    {
    	int opts;
        opts=fcntl(sockfd,F_GETFL);
        if(opts<0)
        {
            perror("fcntl(sock,GETFL)");
            return;
        }//if
    
        opts = opts|O_NONBLOCK;
        if(fcntl(sockfd,F_SETFL,opts)<0)
        {
     		perror("fcntl(sock,SETFL,opts)");
            return;
        }//if
    }
    
    int main(int argc , char **argv)
    {
    	int i, listenfd, connfd, sockfd, epfd, nfds;
    
    	ssize_t n, ret;
    		
    	char buf[MAX_LINE];
    
    	socklen_t clilen;
    
    	struct sockaddr_in servaddr , cliaddr;
    
    	/*声明epoll_event结构体变量，ev用于注册事件，数组用于回传要处理的事件*/
    	struct epoll_event ev, events[20];
    
    	/*(1) 得到监听描述符*/
    	listenfd = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0);
    	setNonblocking(listenfd);
    
    	/*生成用于处理accept的epoll专用文件描述符*/	
    	epfd = epoll_create(CONNECT_SIZE);
    	/*设置监听描述符*/
    	ev.data.fd = listenfd;
    	/*设置处理事件类型*/
    	ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;
    	/*注册事件*/
    	epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, listenfd, &ev);		
    
    	/*(2) 绑定套接字*/	
    	bzero(&servaddr , sizeof(servaddr));
    	servaddr.sin_family = AF_INET;
    	servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    	servaddr.sin_port = htons(PORT);
    
    	bind(listenfd , (struct sockaddr *)&servaddr , sizeof(servaddr));
    
    	/*(3) 监听*/
    	listen(listenfd , LISTENQ);
    
    	/*(4) 进入服务器接收请求死循环*/
    	while(1)
    	{
    		/*等待事件发生*/
    		nfds = epoll_wait(epfd , events , CONNECT_SIZE , -1);
    		if(nfds <= 0)
    			continue;
    	
    		printf("nfds = %d\n" , nfds);
    		/*处理发生的事件*/
    		for(i=0 ; i<nfds ; ++i)
    		{
    			/*检测到用户链接*/
    			if(events[i].data.fd == listenfd)
    			{	
    				/*接收客户端的请求*/
    				clilen = sizeof(cliaddr);
    
    				connfd = accept(listenfd , (struct sockaddr *)&cliaddr , &clilen)
    				if (connfd== -1)  
                    {  
                          if ((errno == EAGAIN) ||  
                              (errno == EWOULDBLOCK))  
                            {  
                              /* We have processed all incoming 
                                 connections. */  
                              break;  
                            }  
                          else  
                            {  
                              perror ("accept");  
                              break;  
                            }  
                    }  	
    				printf("accpet a new client: %s:%d\n", inet_ntoa(cliaddr.sin_addr) , cliaddr.sin_port);
    			
    				/*设置为非阻塞*/
    				setNonblocking(connfd);
    				ev.data.fd = connfd;
    				ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;
    				epoll_ctl(epfd , EPOLL_CTL_ADD , connfd , &ev);
    			}//if
    			/*如果是已链接用户，并且收到数据，进行读入*/
    			else if(events[i].events & EPOLLIN){
    
    				if((sockfd = events[i].data.fd) < 0)
    					continue;
    				bzero(buf , MAX_LINE);
    				printf("reading the socket~~~\n");
    				if((n = read(sockfd , buf , MAX_LINE)) <= 0)
    				{
    					close(sockfd);
    					events[i].data.fd = -1;
    				}//if
    				else{
    					buf[n] = '\0';
    					printf("clint[%d] send message: %s\n", i , buf);
    				
    					/*设置用于注册写操作文件描述符和事件*/
    					ev.data.fd = sockfd;
    					ev.events = EPOLLOUT| EPOLLET;	
    					epoll_ctl(epfd , EPOLL_CTL_MOD , sockfd , &ev);			
    				}//else											
    			}//else
    			else if(events[i].events & EPOLLOUT)
    			{
    				if((sockfd = events[i].data.fd) < 0)
    				continue;
    				if((ret = write(sockfd , buf , n)) != n)	
    				{
    					printf("error writing to the sockfd!\n");
    					break;
    				}//if
    				/*设置用于读的文件描述符和事件*/
    				ev.data.fd = sockfd;
    				ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;
    				/*修改*/
    				epoll_ctl(epfd , EPOLL_CTL_MOD , sockfd , &ev);				
    			}//else
    		}//for
    	}//while
    	free(events);
    	close(epfd);
    	exit(0);
    }