、epoll接口
epoll操作过程需要三个接口，分别如下：
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#include <sys/epoll.h>
int
epoll_create(
int
size);
int
epoll_ctl(
int
epfd,
int
op,
int
fd,
struct
epoll_event *event);
int
epoll_wait(
int
epfd,
struct
epoll_event * events,
int
maxevents,
int
timeout);
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（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fd到epfd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：
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： 将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。
3、工作模式
epoll对文件描述符的操作有两种模式：LT（level trigger）和ET（edge trigger）。LT模式是默认模式，LT模式与ET模式的区别如下：
LT模式：当epoll_wait检测到描述符事件发生并将此事件通知应用程序，应用程序可以不立即处理该事件。下次调用epoll_wait时，会再次响应应用程序并通知此事件。
ET模式：当epoll_wait检测到描述符事件发生并将此事件通知应用程序，应用程序必须立即处理该事件。如果不处理，下次调用epoll_wait时，不会再次响应应用程序并通知此事件。
ET模式在很大程度上减少了epoll事件被重复触发的次数，因此效率要比LT模式高。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。
4、测试程序
编写一个服务器回射程序echo，练习epoll过程。
服务器代码如下所示：
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#define IPADDRESS "127.0.0.1"
#define PORT 8787
#define MAXSIZE 1024
#define LISTENQ 5
#define FDSIZE 1000
#define EPOLLEVENTS 100
//函数声明
//创建套接字并进行绑定
static
int
socket_bind(
const
char
* ip,
int
port);
//IO多路复用epoll
static
void
do_epoll(
int
listenfd);
//事件处理函数
static
void
handle_events(
int
epollfd,
struct
epoll_event *events,
int
num,
int
listenfd,
char
*buf);
//处理接收到的连接
static
void
handle_accpet(
int
epollfd,
int
listenfd);
//读处理
static
void
do_read(
int
epollfd,
int
fd,
char
*buf);
//写处理
static
void
do_write(
int
epollfd,
int
fd,
char
*buf);
//添加事件
static
void
add_event(
int
epollfd,
int
fd,
int
state);
//修改事件
static
void
modify_event(
int
epollfd,
int
fd,
int
state);
//删除事件
static
void
delete_event(
int
epollfd,
int
fd,
int
state);
int
main(
int
argc,
char
*argv[])
{
int
listenfd;
listenfd = socket_bind(IPADDRESS,PORT);
listen(listenfd,LISTENQ);
do_epoll(listenfd);
return
0;
}
static
int
socket_bind(
const
char
* ip,
int
port)
{
int
listenfd;
struct
sockaddr_in servaddr;
listenfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if
(listenfd == -1)
{
perror
(
"socket error:"
);
exit
(1);
}
bzero(&servaddr,
sizeof
(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
inet_pton(AF_INET,ip,&servaddr.sin_addr);
servaddr.sin_port = htons(port);
if
(bind(listenfd,(
struct
sockaddr*)&servaddr,
sizeof
(servaddr)) == -1)
{
perror
(
"bind error: "
);
exit
(1);
}
return
listenfd;
}
static
void
do_epoll(
int
listenfd)
{
int
epollfd;
struct
epoll_event events[EPOLLEVENTS];
int
ret;
char
buf[MAXSIZE];
memset
(buf,0,MAXSIZE);
//创建一个描述符
epollfd = epoll_create(FDSIZE);
//添加监听描述符事件
add_event(epollfd,listenfd,EPOLLIN);
for
( ; ; )
{
//获取已经准备好的描述符事件
ret = epoll_wait(epollfd,events,EPOLLEVENTS,-1);
handle_events(epollfd,events,ret,listenfd,buf);
}
close(epollfd);
}
static
void
handle_events(
int
epollfd,
struct
epoll_event *events,
int
num,
int
listenfd,
char
*buf)
{
int
i;
int
fd;
//进行选好遍历
for
(i = 0;i < num;i++)
{
fd = events[i].data.fd;
//根据描述符的类型和事件类型进行处理
if
((fd == listenfd) &&(events[i].events & EPOLLIN))
handle_accpet(epollfd,listenfd);
else
if
(events[i].events & EPOLLIN)
do_read(epollfd,fd,buf);
else
if
(events[i].events & EPOLLOUT)
do_write(epollfd,fd,buf);
}
}
static
void
handle_accpet(
int
epollfd,
int
listenfd)
{
int
clifd;
struct
sockaddr_in cliaddr;
socklen_t cliaddrlen;
clifd = accept(listenfd,(
struct
sockaddr*)&cliaddr,&cliaddrlen);
if
(clifd == -1)
perror
(
"accpet error:"
);
else
{
printf
(
"accept a new client: %s:%d\n"
,inet_ntoa(cliaddr.sin_addr),cliaddr.sin_port);
//添加一个客户描述符和事件
add_event(epollfd,clifd,EPOLLIN);
}
}
static
void
do_read(
int
epollfd,
int
fd,
char
*buf)
{
int
nread;
nread = read(fd,buf,MAXSIZE);
if
(nread == -1)
{
perror
(
"read error:"
);
close(fd);
delete_event(epollfd,fd,EPOLLIN);
}
else
if
(nread == 0)
{
fprintf
(stderr,
"client close.\n"
);
close(fd);
delete_event(epollfd,fd,EPOLLIN);
}
else
{
printf
(
"read message is : %s"
,buf);
//修改描述符对应的事件，由读改为写
modify_event(epollfd,fd,EPOLLOUT);
}
}
static
void
do_write(
int
epollfd,
int
fd,
char
*buf)
{
int
nwrite;
nwrite = write(fd,buf,
strlen
(buf));
if
(nwrite == -1)
{
perror
(
"write error:"
);
close(fd);
delete_event(epollfd,fd,EPOLLOUT);
}
else
modify_event(epollfd,fd,EPOLLIN);
memset
(buf,0,MAXSIZE);
}
static
void
add_event(
int
epollfd,
int
fd,
int
state)
{
struct
epoll_event ev;
ev.events = state;
ev.data.fd = fd;
epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_ADD,fd,&ev);
}
static
void
delete_event(
int
epollfd,
int
fd,
int
state)
{
struct
epoll_event ev;
ev.events = state;
ev.data.fd = fd;
epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_DEL,fd,&ev);
}
static
void
modify_event(
int
epollfd,
int
fd,
int
state)
{
struct
epoll_event ev;
ev.events = state;
ev.data.fd = fd;
epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_MOD,fd,&ev);
}
|
客户端也用epoll实现，控制STDIN_FILENO、STDOUT_FILENO、和sockfd三个描述符，程序如下所示：
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#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#define MAXSIZE 1024
#define IPADDRESS "127.0.0.1"
#define SERV_PORT 8787
#define FDSIZE 1024
#define EPOLLEVENTS 20
static
void
handle_connection(
int
sockfd);
static
void
handle_events(
int
epollfd,
struct
epoll_event *events,
int
num,
int
sockfd,
char
*buf);
static
void
do_read(
int
epollfd,
int
fd,
int
sockfd,
char
*buf);
static
void
do_read(
int
epollfd,
int
fd,
int
sockfd,
char
*buf);
static
void
do_write(
int
epollfd,
int
fd,
int
sockfd,
char
*buf);
static
void
add_event(
int
epollfd,
int
fd,
int
state);
static
void
delete_event(
int
epollfd,
int
fd,
int
state);
static
void
modify_event(
int
epollfd,
int
fd,
int
state);
int
main(
int
argc,
char
*argv[])
{
int
sockfd;
struct
sockaddr_in servaddr;
sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
bzero(&servaddr,
sizeof
(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
inet_pton(AF_INET,IPADDRESS,&servaddr.sin_addr);
connect(sockfd,(
struct
sockaddr*)&servaddr,
sizeof
(servaddr));
//处理连接
handle_connection(sockfd);
close(sockfd);
return
0;
}
static
void
handle_connection(
int
sockfd)
{
int
epollfd;
struct
epoll_event events[EPOLLEVENTS];
char
buf[MAXSIZE];
int
ret;
epollfd = epoll_create(FDSIZE);
add_event(epollfd,STDIN_FILENO,EPOLLIN);
for
( ; ; )
{
ret = epoll_wait(epollfd,events,EPOLLEVENTS,-1);
handle_events(epollfd,events,ret,sockfd,buf);
}
close(epollfd);
}
static
void
handle_events(
int
epollfd,
struct
epoll_event *events,
int
num,
int
sockfd,
char
*buf)
{
int
fd;
int
i;
for
(i = 0;i < num;i++)
{
fd = events[i].data.fd;
if
(events[i].events & EPOLLIN)
do_read(epollfd,fd,sockfd,buf);
else
if
(events[i].events & EPOLLOUT)
do_write(epollfd,fd,sockfd,buf);
}
}
static
void
do_read(
int
epollfd,
int
fd,
int
sockfd,
char
*buf)
{
int
nread;
nread = read(fd,buf,MAXSIZE);
if
(nread == -1)
{
perror
(
"read error:"
);
close(fd);
}
else
if
(nread == 0)
{
fprintf
(stderr,
"server close.\n"
);
close(fd);
}
else
{
if
(fd == STDIN_FILENO)
add_event(epollfd,sockfd,EPOLLOUT);
else
{
delete_event(epollfd,sockfd,EPOLLIN);
add_event(epollfd,STDOUT_FILENO,EPOLLOUT);
}
}
}
static
void
do_write(
int
epollfd,
int
fd,
int
sockfd,
char
*buf)
{
int
nwrite;
nwrite = write(fd,buf,
strlen
(buf));
if
(nwrite == -1)
{
perror
(
"write error:"
);
close(fd);
}
else
{
if
(fd == STDOUT_FILENO)
delete_event(epollfd,fd,EPOLLOUT);
else
modify_event(epollfd,fd,EPOLLIN);
}
memset
(buf,0,MAXSIZE);
}
static
void
add_event(
int
epollfd,
int
fd,
int
state)
{
struct
epoll_event ev;
ev.events = state;
ev.data.fd = fd;
epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_ADD,fd,&ev);
}
static
void
delete_event(
int
epollfd,
int
fd,
int
state)
{
struct
epoll_event ev;
ev.events = state;
ev.data.fd = fd;
epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_DEL,fd,&ev);
}
static
void
modify_event(
int
epollfd,
int
fd,
int
state)
{
struct
epoll_event ev;
ev.events = state;
ev.data.fd = fd;
epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_MOD,fd,&ev);
}
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本文转自 杰思 51CTO博客，原文链接:http://blog.51cto.com/12700807/1953213
