网络IO 多路IO复用 之 epoll

简介: 网络IO 多路IO复用 之 epoll

网络IO 多路IO复用

select

poll

epoll

 

epoll用于多路io复用,具体是如何实现的?

内部使用

epoll_create()

epoll_ctl()

epoll_wait()

3个函数来实现 多路io复用

epoll模型的底层是用红黑树来处理的

 

其中的水平触发和边沿触发的区别?

   ET 是recvbuf 从没有数据到有数据,就会触发

   LT 是 recvbuf里面有数据  就会一直触发

   

   大块数据 用  LT

   小块数据 用  ET

   以recvbuf为界限的

 

epoll的实现流程

1、创建sockfd

socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)

2、初始化addr 属性 struct sockaddr_in (sa_handler ,sa_port,sa_addr.s_addr)

3、bind sockfd

4、listen 设置最大连接数

5、创建 epoll的句柄,epollfd,初始化专门用于增、删、改的事件的ev属性,第一个ev 是用于连接的,用水平触发的方式,同时创建events事件数组 ,struct epoll_event

6、开始使用epoll_wait阻塞等待事件的发生,参数是epollfdepoll句柄,作为传出参数的event,epoll的大小 ,以及时间 ,返回值为 nready,实际的触发事件数

7、遍历实际触发的事件数,判断是触发的是sockfd链接,还是客户端的数据通信 事件,

若是sockfd的连接事件,则定义好客户端的数据结构和数据长度,作为传出参数,传入到 accept中,返回客户端的fd,将fd加入到epoll 红黑树中

若是客户端的fd发送数据的事件,则使用read/recv函数读取该fd上的数据,并进行数据处理,

判断数据通信的时候服务器 使用 recv/read 读取数据,放入到buff中,

如果函数返回值是 <0 ,则需要判断,错误号若为 EAGAIN || EWOULDBLOCK -- 被信号打断了,未读取到数据,将当前客户端的fd移除rfds集合,且关闭 当前客户端fd

如果函数返回值是 == 0,说明客户端断开连接了,将当前客户端的fd移除rfds集合,且关闭 当前客户端fd

如果函数返回值是 > 0,说明正常读取到数据,开始对数据进行处理

若处理完毕后,将该客户端的fd移出epoll红黑树。

 

最后 关闭sockfd 套接字 close(sockfd)

 

编码

写一个简单的demo,来感受一下epoll的使用

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <pthread.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <sys/poll.h>
#include <unistd.h>
#define BUFFER_LENGTH 1024
#define EPOLL_LENGTH  1024
int main(int argc,char * argv[])
{
//端口从命令行输入   如 : ./server 8888
  if(argc < 2)
  {
    perror("please input port nunber");
    return -1;
  }
//建立tcp套接字
  int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
  if(sockfd < 0)
  {
    perror("socket");
    return -1;
  }
//初始化属性
  struct sockaddr_in seraddr;
  memset(&seraddr,0,sizeof(seraddr));
  seraddr.sin_family = AF_INET;
  seraddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
  seraddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
//bind
  int ret = bind(sockfd,(struct sockaddr *)&seraddr,sizeof(struct sockaddr_in));
  if(ret < 0){
    perror("bind");
    return -1;
  }
//设置最大连接数
  ret = listen(sockfd,10);
  if(ret < 0){
    perror("listen");
    return -1;
  }
//epoll
//创建epoll fd
  int epollfd = epoll_create(EPOLL_LENGTH); //这个参数 只有 0 和大于0 的区别,作用不大
  struct epoll_event ev,event[EPOLL_LENGTH]={0};
  ev.events = EPOLLIN;  //用于连接的,最好使用水平触发,因为水平触发的时候,有数据的时候会一直触发
  ev.data.fd = sockfd;
  epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_ADD,sockfd,&ev);
//开始监听
  while(1){
    int nready = epoll_wait(epollfd,event,EPOLL_LENGTH,-1);
    if (nready == -1) {
      printf("epoll_wait error\n");
      break;
    }
    for(int i = 0;i<nready;i++){
 //如果是发起连接的
      if(event[i].data.fd == sockfd ){
   //准备好客户端的数据结构
        struct sockaddr_in client_addr;
        memset(&client_addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
        socklen_t client_len = sizeof(client_addr);
        int clientfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_len);
        if (clientfd <= 0) continue;
        char str[INET_ADDRSTRLEN] = {0};
        printf("recvived from %s at port %d, sockfd:%d, clientfd:%d\n", inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr, str, sizeof(str)),
            ntohs(client_addr.sin_port), sockfd, clientfd);
  //将客户端的fd加入到event中
        ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;//通信的时候,可以选择水平或者是边沿触发,大块数据用边沿触发,小块数据用水平触发
        ev.data.fd = clientfd;
        epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_ADD,clientfd,&ev);
      }
  //如果是进行数据通信的
      else{
        int clientfd = event[i].data.fd;
        char buffer[BUFFER_LENGTH] = {0};
        int ret = recv(clientfd, buffer, BUFFER_LENGTH, 0);
        //可能是因为信号打断,因此要判断一下错误号
        if (ret < 0) {
          if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK) {
            printf("read all data");
          }
          close(clientfd);
          //将该fd 从 epoll中删除
          ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;
          ev.data.fd = clientfd;
          epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_DEL, clientfd, &ev);
          //客户端关闭连接
        } else if (ret == 0) {
          printf(" disconnect %d\n", clientfd);
          close(clientfd);
          ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;
          ev.data.fd = clientfd;
          epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_DEL, clientfd, &ev);
          break;
        } else {
          printf("Recv: %s, %d Bytes\n", buffer, ret);
        }
      }
    }
}
  close(sockfd);
  return 0;
}

 

编译:

gcc -o server_epoll server_epoll.c

 

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