epoll使用详解

匿名 (未验证) 提交于 2019-12-02 23:26:52

本文全文转载于:https://blog.csdn.net/ljx0305/article/details/4065058

1、epoll的函数接口:

(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。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,它不同与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。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fdepfd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

  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:

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 */ };

    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 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

(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,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)。该函数返回需要处理的事件数目,如返回0表示已超时。

(4)关于ET和LT两种工作模式:

     epoll事件分发系统可以运转在两种模式下:边缘触发Edge Triggered (ET)、水平触发Level Triggered (LT):
    LT 是缺省的工作方式:同时支持block和no-block socket;在这种做法中,内核告诉你一个文件描述符是否就绪了,然后你可以对这个就绪的fd进行IO操作。如果你不作任何操作,内核还是会继续通知你的,所以,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;
    ET是高速工作方式:它只支持no-block socket。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。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。
    对于LT模式epoll_wait清空就绪链表之后会检查该文件描述符是哪一种模式,如果为LT模式,且必须该节点确实有事件未处理,那么就会把该节点重新放入到刚刚删除掉的且刚准备好的就绪链表,epoll_wait马上返回。而ET模式不会检查,只会调用一次,只通知就绪通知一次 。

2、epoll通用框架:

for( ; ; ) {     nfds = epoll_wait(epfd,events,20,500);     for(i=0;i<nfds;++i)     {         if(events[i].data.fd==listenfd) //有新的连接         {             connfd = accept(listenfd,(sockaddr *)&clientaddr, &clilen); //accept这个连接             ev.data.fd=connfd;             ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;             epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,connfd,&ev); //将新的fd添加到epoll的监听队列中         }         else if( events[i].events&EPOLLIN ) //接收到数据,读socket         {             n = read(sockfd, line, MAXLINE)) < 0    //读             ev.data.ptr = md;     //md为自定义类型,添加数据             ev.events=EPOLLOUT|EPOLLET;             epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev);//修改标识符,等待下一个循环时发送数据,异步处理的精髓         }         else if(events[i].events&EPOLLOUT) //有数据待发送,写socket         {             struct myepoll_data* md = (myepoll_data*)events[i].data.ptr;    //取数据             sockfd = md->fd;             send( sockfd, md->ptr, strlen((char*)md->ptr), 0 );        //发送数据             ev.data.fd=sockfd;             ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;             epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev); //修改标识符,等待下一个循环时接收数据         }         else         {             //其他的处理         }     } }

3、完整的服务器端例子:

#include <iostream> #include <sys/socket.h> #include <sys/epoll.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <errno.h>  using namespace std;  #define MAXLINE 5 #define OPEN_MAX 100 #define LISTENQ 20 #define SERV_PORT 5000 #define INFTIM 1000  void setnonblocking(int sock){     int opts;     opts=fcntl(sock,F_GETFL);     if(opts<0){         perror("fcntl(sock,GETFL)");         exit(1);     }     opts = opts|O_NONBLOCK;     if(fcntl(sock,F_SETFL,opts)<0){         perror("fcntl(sock,SETFL,opts)");         exit(1);     } }  int main(int argc, char* argv[]){     int i, maxi, listenfd, connfd, sockfd,epfd,nfds, portnumber;     ssize_t n;     char line[MAXLINE];     socklen_t clilen;     if ( 2 == argc ){         if( (portnumber = atoi(argv[1])) < 0 ){             fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber/a/n",argv[0]);             return 1;         }     }     else{         fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber/a/n",argv[0]);         return 1;     }      //声明epoll_event结构体的变量,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];     //生成用于处理accept的epoll专用的文件描述符      epfd=epoll_create(256);     struct sockaddr_in clientaddr;     struct sockaddr_in serveraddr;     listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);     //把socket设置为非阻塞方式      //setnonblocking(listenfd);      //设置与要处理的事件相关的文件描述符     ev.data.fd=listenfd;     //设置要处理的事件类型      ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;     //ev.events=EPOLLIN;      //注册epoll事件      epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev);     bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr));     serveraddr.sin_family = AF_INET;     char *local_addr="127.0.0.1";     inet_aton(local_addr,&(serveraddr.sin_addr));//htons(portnumber);      serveraddr.sin_port=htons(portnumber);     bind(listenfd,(sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr));     listen(listenfd, LISTENQ);     maxi = 0;     for ( ; ; ) {         //等待epoll事件的发生         nfds=epoll_wait(epfd,events,20,500);         //处理所发生的所有事件         for(i=0;i<nfds;++i){             if(events[i].data.fd==listenfd)//如果新监测到一个SOCKET用户连接到了绑定的SOCKET端口,建立新的连接。             {                 connfd = accept(listenfd,(sockaddr *)&clientaddr, &clilen);                 if(connfd<0){                     perror("connfd<0");                     exit(1);                 }                 //setnonblocking(connfd);                 char *str = inet_ntoa(clientaddr.sin_addr);                 cout << "accapt a connection from " << str << endl;                 //设置用于读操作的文件描述符                 ev.data.fd=connfd;                 //设置用于注测的读操作事件                 ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;                 //ev.events=EPOLLIN;                 //注册ev                 epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,connfd,&ev);             }             else if(events[i].events&EPOLLIN)//如果是已经连接的用户,并且收到数据,那么进行读入。             {                 cout << "EPOLLIN" << endl;                 if ( (sockfd = events[i].data.fd) < 0)                     continue;                 if ( (n = read(sockfd, line, MAXLINE)) < 0) {                     if (errno == ECONNRESET) {                         close(sockfd);                         events[i].data.fd = -1;                     } else                         std::cout<<"readline error"<<std::endl;                 } else if (n == 0) {                     close(sockfd);                     events[i].data.fd = -1;                 }                 line[n] = '/0';                 cout << "read " << line << endl;                 //设置用于写操作的文件描述符                 ev.data.fd=sockfd;                 //设置用于注测的写操作事件                 ev.events=EPOLLOUT|EPOLLET;                 //修改sockfd上要处理的事件为EPOLLOUT                 //epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev);              }             else if(events[i].events&EPOLLOUT) // 如果有数据发送             {                 sockfd = events[i].data.fd;                 write(sockfd, line, n);                 //设置用于读操作的文件描述符                  ev.data.fd=sockfd;                 //设置用于注测的读操作事件                  ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;                 //修改sockfd上要处理的事件为EPOLIN                  epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev);             }         }     }     return 0; }

参考:https://blog.csdn.net/ljx0305/article/details/4065058

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文章来源: https://blog.csdn.net/MOU_IT/article/details/88841556
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