linux网络编程（五）epoll进阶

2022-12-14 101

版权

本文内容由阿里云实名注册用户自发贡献，版权归原作者所有，阿里云开发者社区不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。具体规则请查看《阿里云开发者社区用户服务协议》和《阿里云开发者社区知识产权保护指引》。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容，填写侵权投诉表单进行举报，一经查实，本社区将立刻删除涉嫌侵权内容。

简介： linux网络编程（五）epoll进阶

1. 事件模型

EPOLL事件有两种模型：

Edge Triggered (ET) 边缘触发只有数据到来才触发，不管缓存区中是否还有数据。

Light Triggered (LT) 水平触发只要有数据都会触发。

思考如下步骤：

1.假定我们已经把一个用来从管道中读取数据的文件描述符(rfd)添加到epoll描述符。

2.管道的另一端写入了2KB的数据

3.调用epoll_wait，并且它会返回rfd，说明它已经准备好读取操作

4.读取1KB的数据

5.调用epoll_wait…… 在这个过程中，有两种工作模式：

1.1 ET模式

ET模式即Edge Triggered工作模式。

如果我们在第1步将rfd添加到epoll描述符的时候使用了EPOLLET标志，那么在第5步调用epoll_wait之后将有可能会挂起，因为剩余的数据还存在于文件的输入缓冲区内，而且数据发出端还在等待一个针对已经发出数据的反馈信息。只有在监视的文件句柄上发生了某个事件的时候ET工作模式才会汇报事件。因此在第5步的时候，调用者可能会放弃等待仍在存在于文件输入缓冲区内的剩余数据。epoll工作在ET模式的时候，必须使用非阻塞套接口，以避免由于一个文件句柄的阻塞读/阻塞写操作把处理多个文件描述符的任务饿死。最好以下面的方式调用ET模式的epoll接口，在后面会介绍避免可能的缺陷。

1)基于非阻塞文件句柄

2)只有当read或者write返回EAGAIN(非阻塞读，暂时无数据)时才需要挂起、等待。但这并不是说每次read时都需要循环读，直到读到产生一个EAGAIN才认为此次事件处理完成，当read返回的读到的数据长度小于请求的数据长度时，就可以确定此时缓冲中已没有数据了，也就可以认为此事读事件已处理完成。

1.2 LT模式

LT模式即Level Triggered工作模式。

与ET模式不同的是，以LT方式调用epoll接口的时候，它就相当于一个速度比较快的poll，无论后面的数据是否被使用。

1.3 比较

LT(level triggered)：LT是缺省的工作方式，并且同时支持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(edge-triggered)：ET是高速工作方式，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。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).

2. 实例一

基于管道epoll ET触发模式

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#define MAXLINE 10
int main(int argc, char *argv[])
{
  int efd, i;
  int pfd[2];
  pid_t pid;
  char buf[MAXLINE], ch = 'a';
  pipe(pfd);
  pid = fork();
  if (pid == 0) {
  close(pfd[0]);
  while (1) {
    for (i = 0; i < MAXLINE/2; i++)
    buf[i] = ch;
    buf[i-1] = '\n';
    ch++;
    for (; i < MAXLINE; i++)
    buf[i] = ch;
    buf[i-1] = '\n';
    ch++;
    write(pfd[1], buf, sizeof(buf));
    sleep(2);
  }
  close(pfd[1]);
  } else if (pid > 0) {
  struct epoll_event event;
  struct epoll_event resevent[10];
  int res, len;
  close(pfd[1]);
  efd = epoll_create(10);
  /* event.events = EPOLLIN; */
  event.events = EPOLLIN | EPOLLET;  /* ET 边沿触发 ，默认是水平触发 */
  event.data.fd = pfd[0];
  epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_ADD, pfd[0], &event);
  while (1) {
    res = epoll_wait(efd, resevent, 10, -1);
    printf("res %d\n", res);
    if (resevent[0].data.fd == pfd[0]) {
    len = read(pfd[0], buf, MAXLINE/2);
    write(STDOUT_FILENO, buf, len);
    }
  }
  close(pfd[0]);
  close(efd);
  } else {
  perror("fork");
  exit(-1);
  }
  return 0;
}

3. 实例二

基于网络C/S模型的epoll ET触发模式

server
/* server.c */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <unistd.h>
#define MAXLINE 10
#define SERV_PORT 8080
int main(void)
{
  struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
  socklen_t cliaddr_len;
  int listenfd, connfd;
  char buf[MAXLINE];
  char str[INET_ADDRSTRLEN];
  int i, efd;
  listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
  servaddr.sin_family = AF_INET;
  servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
  servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
  bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
  listen(listenfd, 20);
  struct epoll_event event;
  struct epoll_event resevent[10];
  int res, len;
  efd = epoll_create(10);
  event.events = EPOLLIN | EPOLLET;  /* ET 边沿触发 ，默认是水平触发 */
  printf("Accepting connections ...\n");
  cliaddr_len = sizeof(cliaddr);
  connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &cliaddr_len);
  printf("received from %s at PORT %d\n",
    inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)),
    ntohs(cliaddr.sin_port));
  event.data.fd = connfd;
  epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_ADD, connfd, &event);
  while (1) {
  res = epoll_wait(efd, resevent, 10, -1);
  printf("res %d\n", res);
  if (resevent[0].data.fd == connfd) {
    len = read(connfd, buf, MAXLINE/2);
    write(STDOUT_FILENO, buf, len);
  }
  }
  return 0;
}

client
/* client.c */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#define MAXLINE 10
#define SERV_PORT 8080
int main(int argc, char *argv[])
{
  struct sockaddr_in servaddr;
  char buf[MAXLINE];
  int sockfd, i;
  char ch = 'a';
  sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
  servaddr.sin_family = AF_INET;
  inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);
  servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
  connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
  while (1) {
  for (i = 0; i < MAXLINE/2; i++)
    buf[i] = ch;
  buf[i-1] = '\n';
  ch++;
  for (; i < MAXLINE; i++)
    buf[i] = ch;
  buf[i-1] = '\n';
  ch++;
  write(sockfd, buf, sizeof(buf));
  sleep(10);
  }
  Close(sockfd);
  return 0;
}

4.实例三

基于网络C/S非阻塞模型的epoll ET触发模式

server
/* server.c */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#define MAXLINE 10
#define SERV_PORT 8080
int main(void)
{
  struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
  socklen_t cliaddr_len;
  int listenfd, connfd;
  char buf[MAXLINE];
  char str[INET_ADDRSTRLEN];
  int i, efd, flag;
  listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
  servaddr.sin_family = AF_INET;
  servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
  servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
  bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
  listen(listenfd, 20);
  struct epoll_event event;
  struct epoll_event resevent[10];
  int res, len;
  efd = epoll_create(10);
  /* event.events = EPOLLIN; */
  event.events = EPOLLIN | EPOLLET;  /* ET 边沿触发 ，默认是水平触发 */
  printf("Accepting connections ...\n");
  cliaddr_len = sizeof(cliaddr);
  connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &cliaddr_len);
  printf("received from %s at PORT %d\n",
    inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)),
    ntohs(cliaddr.sin_port));
  flag = fcntl(connfd, F_GETFL);
  flag |= O_NONBLOCK;
  fcntl(connfd, F_SETFL, flag);
  event.data.fd = connfd;
  epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_ADD, connfd, &event);
  while (1) {
  printf("epoll_wait begin\n");
  res = epoll_wait(efd, resevent, 10, -1);
  printf("epoll_wait end res %d\n", res);
  if (resevent[0].data.fd == connfd) {
    while ((len = read(connfd, buf, MAXLINE/2)) > 0)
    write(STDOUT_FILENO, buf, len);
  }
  }
  return 0;
}

client
/* client.c */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#define MAXLINE 10
#define SERV_PORT 8080
int main(int argc, char *argv[])
{
  struct sockaddr_in servaddr;
  char buf[MAXLINE];
  int sockfd, i;
  char ch = 'a';
  sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
  servaddr.sin_family = AF_INET;
  inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);
  servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
  connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
  while (1) {
  for (i = 0; i < MAXLINE/2; i++)
    buf[i] = ch;
  buf[i-1] = '\n';
  ch++;
  for (; i < MAXLINE; i++)
    buf[i] = ch;
  buf[i-1] = '\n';
  ch++;
  write(sockfd, buf, sizeof(buf));
  sleep(10);
  }
  Close(sockfd);
  return 0;
}

linux网络编程（五）epoll进阶

1. 事件模型

1.1 ET模式

1.2 LT模式

1.3 比较

2. 实例一

3. 实例二

4.实例三

热门文章

最新文章

相关课程

相关电子书

相关实验场景

推荐镜像