Linux编程基础之epoll简析

「爱情、让人受尽委屈。」 2022-06-16 03:24 202阅读 0赞

在linux系统编程中，通常需要对多个文件的变化同时进行监测（称为多路复用）。传统的poll机制在监测文件数量较大时效率会明显的降低，epoll是对传统poll机制的扩展，不会因为监测文件数量过多而导致监测效率降低。本文通过一个小例子来简单说一下epoll的实现原理，这个小例子实现的功能是让epoll同时检测多个文件，当有任何一个文件可读时就把它的内容打印出来。

**一、epoll涉及的常用API**

1、创建一个epoll实例

int epoll_create(int size);

size : 在linux kernel2.6 之后，这个参数就不再使用，但必须大于0；

返回值:返回一个epoll的文件描述符

2、epoll设置函数

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

epfd ： 前面创建epoll实例时返回的文件描述符

op : 具体的操作

EPOLL\_CTL\_ADD ： 向epoll中添加一个要监视的文件

EPOLL\_CTL\_DEL ： 从epoll中删除一个要监视的文件

EPOLL\_CTL\_MOD ： 改变要监视文件的相关属性，具体属性改变的设置在第四个参数event当中

fd : 要操作的文件的文件描述符

event：要操作的文件的相关事件属性设置，这个结构体的具体定义如下:

typedef union epoll_data {
            void        *ptr;
            int          fd;
            uint32_t     u32;
            uint64_t     u64;
     } epoll_data_t;
    
     struct epoll_event {
           uint32_t     events;      /* Epoll events */
            epoll_data_t data;        /* User data variable */
     };

3、epoll监听文件IO事件的函数

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

epfd ：创建epoll实例的文件描述符

events ：表示有哪些文件发生了变化，并把相应的信息放入events数组当中

maxevents ：表示最大检测的文件的数量

timeout ：表示超时时间，单位是毫秒，-1表示一直等待知道指定的文件状态发生变化。  
  
**二、测试**  
编写一个小例子来测试epoll的用法。通过epoll来检测多个文件，当其中有文件可读时就把文件的信息读取并打印出来，具体实现如下：

#include <stdio.h>
    #include <sys/epoll.h>
    #include <string.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/stat.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <unistd.h>
    
    #define BUFFER_SIZE		256		// 定义缓冲区的大小
    
    /* 定义epoll最大监听的文件数量 */
    #define  EPOLL_MAX_EVENTS  	32
    
    /* 定义一个epoll事件的数组，用来存放监听文件的信息 */
    static struct epoll_event mPendingEventItems[EPOLL_MAX_EVENTS];
    
    
    /*
     *	Usage : epoll <file1> [file2] [file3] ...
     */
    int main(int argc, char *argv[])
    {
    	int epoll_fd;
    	int tmp_fd;
    	int i;
    	int result;
    	char readbuf[BUFFER_SIZE];
    	int readlen;
    	
    	struct epoll_event eventItem;
    
    	if(argc < 2)
    	{
    		printf("Usage : %s <file1> [file2] [file3] ...\n", argv[0]);
    		return -1;
    	}
    
    	/* 打开一个epoll文件的文件描述符 */
    	epoll_fd = epoll_create(1);		// 传入的参数可以随意，只要大于0即可，没有什么具体意思
    	if(-1 == epoll_fd)
    	{
    		printf("epoll_create error!\n");
    		return -1;
    	}
    
    	/* 将传入的文件名作为参数加入到epoll的监听事件当中 */
    	for(i = 1; i < argc; i++)
    	{
    		tmp_fd = open(argv[i], O_RDWR);		// 以读写方式打开
    		memset(&eventItem, 0, sizeof(eventItem));
       		eventItem.events 	= EPOLLIN;		// epoll检测相应的文件的读操作将被唤醒
        	eventItem.data.fd 	= tmp_fd;
        	result = epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, tmp_fd, &eventItem);
    		if(-1 == result)
    		{	
    			printf("epoll_ctl error!\n");
    			return -1;
    		}
    	}
    
    	while(1)
    	{
    		/* 调用epoll_wait来监听事件 */
    		result = epoll_wait(epoll_fd, mPendingEventItems, EPOLL_MAX_EVENTS, -1);	
    		if(-1 == result)	// 发生错误
    		{
    			printf("epoll wait error!\n");
    			return -1;
    		}
    		else
    		{
    			for(i = 0; i < result; i++)	// 对监听到的事件进行遍历，把读到的信息打印出来
    			{
    				readlen = read(mPendingEventItems[i].data.fd, readbuf, BUFFER_SIZE);
    				readbuf[readlen] = '\0';
    				printf("read data : %s\n", readbuf);
    			}
    		}
    	}
    
    	return 0;
    }

编译并运行结果如下：

![Center][]

![Center 1][]

![Center 2][]

![Center 3][]

[Center]: /images/20220616/e98d2f5208b34add8c5756f97f369147.png
[Center 1]: /images/20220616/39a4a5989b0c49a9a1948fa568e07b85.png
[Center 2]: /images/20220616/48006d61232f41b2a067fcb5f15e1ee5.png
[Center 3]: /images/20220616/f00bc58d30e040df86d9b5e47533d7c4.png