229-epoll的LT和ET模式

爱被打了一巴掌 2022-10-22 11:54 164阅读 0赞

## epoll的LT和ET模式 ##

**epoll 对文件描述符有两种操作模式**：LT（Level Trigger，电平触发）模式和 ET（EdgeTrigger，边沿触发）模式。LT 模式是默认的工作模式。当往 epoll 内核事件表中注册一个文件描述符上的 EPOLLET 事件时，epoll 将以**高效的 ET 模式** 来操作该文件描述符。  
**对于 LT 模式操作的文件描述符**，当 epoll\_wait 检测到其上有事件发生并将此事件通知应用程序后，应用程序可以不立即处理该事件。这样，当应用程序下一次调用 epoll\_wait 时，还会再次向应用程序通告此事件，直到该事件被处理。  
**对于 ET 模式操作的文件描述符**，当 epoll\_wait 检测到其上有事件发生并将此事件通知应用程序后，应用程序必须立即处理该事件，因为后续的epoll\_wait 调用将不再向应用程序通知这一事件。所以 ET 模式在很大程度上降低了同一个 epoll 事件被重复触发的次数，**因此效率比 LT 模式高。**

**select和poll读只能工作在LT模式下。epoll可以工作在LT和ET模式下。**

## LT代码演示 ##

**和上一章节的epoll代码一致。recv一次只读取一个字符**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
比如我发送“hello"，而我recv一次只读取一个字符，当送过来的字符超过1个，服务器会怎么办？  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
我们送过来的数据量比我们recv一次接收的量要多，我们recv一次收不完，但是I/O函数会继续提醒我们，这个描述符上还有数据！我们会继续去读取数据，缓冲区有数据还没读完。一直循环，直到我们读完数据。然后select的返回值变为0。开始打印timeout。这种就是LT模式。但是它会触发不断的返回，一个描述符为了读取数据返回了好几次，其他描述符还有数据呢？如果都是一次读取一个字符，也不断的返回，导致处于不断的大循环不断的运转。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

## epoll的ET模式 ##

我们现在的ET高效模式做法就是：如果检测到这个描述符上有数据，就只提醒应用程序1次，如果你没有处理完，I/O函数就不再提醒你了！！！要求程序员在接到I/O函数的通知后一次处理完，你要是没处理完或者压根没有处理，I/O函数就不会再提醒你，除非客户端又一次发送过来数据，就再提醒你一次。否则，不再提醒你。  
**我们先开启高效ET模式，看看情况**  
ET模式怎么开启？我们在添加描述符的时候，原本设置了一个事件：EPOLLIN，它还有一个事件：EPOLLET。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]  
其他代码保持不变！一次只读取一个字符！  
运行服务器端和客户端  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

**它只读取到了一个h，没有读到ello\\0。**  
是因为我们I/O函数收到以后，描述符上有数据，c=5，报告应用程序，这个描述符有数据，然后应用程序recv，一次读取一个字符，读取h，但是数据没有读完，但是I/O不再提醒我们。但是缓冲区上还有数据哦。容易丢数据，I/O函数只提醒1次，但是缓冲区有数据，没有提醒我们。  
**所以ET模式下，我们要在只提醒1次的情况下，把数据一次性全部读走！**  
**我们通过命令查看**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]  
我们看到，接收缓冲区上还有5个字符。（ello\\0)  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 6]  
**我们在客户端上再敲下abc，服务器端会打印什么呢？是e还是a?**  
我们使用的都是TCP连接，TCP是可靠安全，面向连接的流式服务。不会丢数据，丢了会重发。未读取的数据仍然在接收缓冲区上！！！  
回车一敲，客户端给服务器端再发送了一次数据，服务器端会触发一次读事件，提醒我们这个描述符上有读事件，但是我们再去读取的时候，还是只读取1个字符，应该读e，缓冲区放的是ello\\0abc\\0 所以这次输出来的是e  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]  
**ET模式就是只提醒1次**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 8]  
**我们的服务器端出了什么问题？为什么崩了？输出了2个l?**  
我们客户端关闭以后，对于我们的服务器端来讲，就会在这个描述符上产生一个读事件，因为我们每一次读都会读到数据，但是对方已经关闭描述符了，但是我们的缓冲区上有数据，所以读一下给客户端send一下，再读再send，这时候就有问题，引发异常，程序终止。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]

## epoll的ET模式正确写法 ##

如果我们的buff要是定义500个大小，我们一次收不完。我们是流式服，可以控制对方一次发不超过多少字符，但是不能控制对方连续发好多次，积攒在缓冲区上，我们一次收不完。  
但是我们要解决这个问题！I/O提醒一次，我们就要读完。  
但是问题又出来了，我们要越过I/O函数，I/O函数没有提醒我们，我们得循环去recv，直到读完。但是我们第一次读，不会被阻塞，因为提醒我们有数据，肯定读得到数据，但是如果我们第一次就把数据读完了，循环去recv第二次读取的话就被阻塞住了。以此类推。会被阻塞的。

**如何解决呢？？？**  
**把描述符设置为非阻塞 模式！**  
非阻塞模式就是我们在进行第一次recv的时候，循环去读取，有多少数据读多少，如果缓冲区没有数据，我们就直接返回-1（失败，读完了）。 不用0是因为0有特殊意义：recv返回值0，代表对方关闭了！！！ 退出条件：返回-1的时候。  
**我们用这个设置非阻塞模式。**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 9]  
![在这里插入图片描述][2021031710393257.png_pic_center]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 10]  
**上代码！**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 11]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 12]  
**可以在添加描述符之前设置或者在添加描述符之后设置。**  
**内核事件表中，加不加描述符，都可以设置成非阻塞模式。**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 13]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 14]  
我们在recv中出错，也是return -1，直接移除关闭描述符。  
当对方关闭描述符或者我们出错了，返回-1。  
recv返回0代表正常运行。  
**recv的返回-1我们得分为两种情况，一种情况是真的出错了，一种是因为非阻塞模式，读完了，返回-1；**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 15]  
**我们怎么知道是真的出错还是读完了返回-1？**  
我们查看一下recv，有个返回值  
![在这里插入图片描述][20210317105149983.png_pic_center]  
**失败的情况有错误码，下面这个错误码就是，我们数据没准备好，返回错误，我们不认为这是错误！**  
![在这里插入图片描述][20210317105154353.png_pic_center]  
**下面这个错误码，我们认为是真的失败了。对方关闭了描述符我们还使用，未查到描述符，就是失效！**  
![在这里插入图片描述][20210317105445640.png_pic_center]  
**这个错误值在哪呢？**  
我们有个头文件。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 16]  
**这个变量是错误值，出错了，会把错误码置成其相应的值。**  
根据出错的错误类型，得到具体出错的原因。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 17]  
![在这里插入图片描述][20210317105951755.png_pic_center]

**运行程序！**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 18]  
**完成了！！！**

## ET模式必须是非阻塞模式，LT是阻塞模式或非阻塞模式都可以 ##

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221022/25f7a959182e4ce0b6799eb49699a3db.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221022/6809c7cb94bc4509a3b3d28f0715cb82.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20221022/a83b0fc799e746b5a178199a19f886a5.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]: /images/20221022/cf35794de2ab476a9d30ac915b2a7737.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]: /images/20221022/231e036a80554a28b6af50f68fb1eda7.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]: /images/20221022/ca8475ce0d7b451b875b4879564642d7.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]: /images/20221022/3ed4d73e48f242399ec69eef72d52567.png
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[20210317105951755.png_pic_center]: /images/20221022/1a870df3a2ce4c9e9e77e3282ce5083c.png
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