Linux系统编程——水平触发和边沿触发

事件模型

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。

Level Triggered (LT) 水平触发只要有数据都会触发。

首先介绍一下LT工作模式：

LT(level triggered)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．

优点：当进行socket通信的时候，保证了数据的完整输出，进行IO操作的时候，如果还有数据，就会一直的通知你。

缺点：由于只要还有数据，内核就会不停的从内核空间转到用户空间，所有占用了大量内核资源，试想一下当有大量数据到来的时候，每次读取一个字节，这样就会不停的进行切换。内核资源的浪费严重。效率来讲也是很低的。

ET:

ET(edge-triggered)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).

优点：每次内核只会通知一次，大大减少了内核资源的浪费，提高效率。

缺点：不能保证数据的完整。不能及时的取出所有的数据。

应用场景： 处理大数据。使用non-block模式的socket。

水平触发：

tcp_server.c

只要有数据就触发，这里为了显示效果将buf[]大小改为5。

#include <func.h>
//水平触发，缓冲区有数据就触发
int main(int argc,char* argv[])
{
	ARGS_CHECK(argc,3);
	int socketFd;
	socketFd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
	ERROR_CHECK(socketFd, -1, "socket");
	struct sockaddr_in ser;
	bzero(&ser, sizeof(ser));
	ser.sin_family = AF_INET;
	ser.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
	ser.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);//点分十进制转为32位的网络字节序
	int ret;
	ret = bind(socketFd, (struct sockaddr*)&ser, sizeof(ser));
	ERROR_CHECK(ret, -1, "bind");
	listen(socketFd, 10);//缓冲区的大小，一瞬间能够放入的客户端连接信息
	int new_fd;
	struct sockaddr_in client;
	bzero(&client, sizeof(client));
	int addrlen = sizeof(client);
	new_fd = accept(socketFd, (struct sockaddr*)&client, &addrlen);
	ERROR_CHECK(new_fd, -1, "accept");
	printf("client ip=%s, port=%d\n", inet_ntoa(client.sin_addr), ntohs(client.sin_port));
	char buf[5] = {0};
	int epfd = epoll_create(1);//参数size表示监听的数目大小
	ERROR_CHECK(epfd, -1, "epoll_create");
	struct epoll_event event, evs[2];
	event.events = EPOLLIN; //表示对应的文件描述符可读，监控读事件
	event.data.fd = STDIN_FILENO;
	ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, STDIN_FILENO, &event);//一次注册永久生效
	ERROR_CHECK(ret, -1, "epoll_ctl");
	event.data.fd = new_fd;
	epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, new_fd, &event);
	int i, readyFdNum;
	while(1){
		memset(evs, 0, sizeof(evs));
		readyFdNum = epoll_wait(epfd, evs, 2, -1);//大小为2，-1表示永久阻塞，返回值是需要处理的事件数目
		for(i = 0;i < readyFdNum;i++){
			if(evs[i].data.fd == new_fd){
				bzero(buf, sizeof(buf));
				ret = recv(new_fd, buf, sizeof(buf) - 1, 0);
				ERROR_CHECK(ret, -1, "recv");
				if(ret == 0){
					printf("byebye!\n");
					goto chatOver;
				}			
				printf("%s\n", buf);
			}
			if(0 == evs[i].data.fd){
				memset(buf, 0, sizeof(buf));
				ret = read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf));
				if(ret == 0){
					printf("byebye!\n");
					goto chatOver;
				}
				ret = send(new_fd, buf, strlen(buf) - 1, 0);
				ERROR_CHECK(ret, -1, "send");
			}
		}
	}
chatOver:
	close(new_fd);
	close(socketFd);
	return 0;
}

tcp_client.c

#include <func.h>

int main(int argc,char* argv[])
{
	ARGS_CHECK(argc,3);
	int socketFd;
	socketFd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
	ERROR_CHECK(socketFd,-1,"socket");
	struct sockaddr_in ser;
	bzero(&ser,sizeof(ser));
	ser.sin_family=AF_INET;
	ser.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
	ser.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);//点分十进制转为32位的网络字节序
	int ret;
	ret=connect(socketFd,(struct sockaddr*)&ser,sizeof(ser));
	ERROR_CHECK(ret, -1, "connect");
	printf("connect success\n");
	char buf[128]={0};
	fd_set rdset;
	while(1){
		FD_ZERO(&rdset);
		FD_SET(STDIN_FILENO, &rdset);
		FD_SET(socketFd, &rdset);
		ret = select(socketFd + 1, &rdset, NULL, NULL, NULL);
		if(FD_ISSET(socketFd, &rdset)){
			bzero(buf, sizeof(buf));
			ret = recv(socketFd, buf, sizeof(buf), 0);
			ERROR_CHECK(ret, -1, "recv");
			if(ret == 0){
				printf("byebye!\n");
				break;
			}
			printf("%s\n", buf);
		}
		if(FD_ISSET(STDIN_FILENO, &rdset)){
			memset(buf, 0, sizeof(buf));
			ret = read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf));
			if(ret == 0){
				printf("byebye!\n");
				break;
			}
			ret = send(socketFd, buf ,strlen(buf) - 1, 0);
			ERROR_CHECK(ret, -1, "send");
		}
	}
	close(socketFd);
}

当客户端输入较长的字符串时，效果如下：

边沿触发：

tcp_server.c

主要修改了注册信号EPOLLET，另外加上了changeNonblock(new_fd)非阻塞，同时在数据到来时加了while(1)循环读取，判断read的返回值跳出循环。

#include <func.h>
//水平出发，缓冲区有数据就触发
//边沿触发，缓冲区数据出现增加时触发

void changeNonblock(int fd){
    int status = fcntl(fd, F_GETFL);
    status = status|O_NONBLOCK;
    fcntl(fd, F_SETFL, status);
}

int main(int argc,char* argv[])
{
	ARGS_CHECK(argc,3);
	int socketFd;
	socketFd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
	ERROR_CHECK(socketFd, -1, "socket");
	struct sockaddr_in ser;
	bzero(&ser, sizeof(ser));
	ser.sin_family = AF_INET;
	ser.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
	ser.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);//点分十进制转为32位的网络字节序
	int ret;
	ret = bind(socketFd, (struct sockaddr*)&ser, sizeof(ser));
	ERROR_CHECK(ret, -1, "bind");
	listen(socketFd, 10);//缓冲区的大小，一瞬间能够放入的客户端连接信息
	int new_fd;
	struct sockaddr_in client;
	bzero(&client, sizeof(client));
	int addrlen = sizeof(client);
	new_fd = accept(socketFd, (struct sockaddr*)&client, &addrlen);
	ERROR_CHECK(new_fd, -1, "accept");
	printf("client ip=%s, port=%d\n", inet_ntoa(client.sin_addr), ntohs(client.sin_port));
	char buf[5] = {0};
	int epfd = epoll_create(1);//参数size表示监听的数目大小
	ERROR_CHECK(epfd, -1, "epoll_create");
	struct epoll_event event, evs[2];
	event.events = EPOLLIN|EPOLLET; //表示对应的文件描述符可读，监控读事件
	event.data.fd = STDIN_FILENO;
    changeNonblock(new_fd);
	ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, STDIN_FILENO, &event);//一次注册永久生效
	ERROR_CHECK(ret, -1, "epoll_ctl");
	event.data.fd = new_fd;
	epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, new_fd, &event);
	int i, readyFdNum;
	while(1){
		memset(evs, 0, sizeof(evs));
		readyFdNum = epoll_wait(epfd, evs, 2, -1);//大小为2，-1表示永久阻塞，返回值是需要处理的事件数目
		for(i = 0;i < readyFdNum;i++){
			if(evs[i].data.fd == new_fd){
                while(1){
	         		bzero(buf, sizeof(buf));
	         		ret = recv(new_fd, buf, sizeof(buf) - 1, 0);
	         		//ERROR_CHECK(ret, -1, "recv");
	         		if(ret == 0){
	         			printf("byebye!\n");
	         			goto chatOver;
	         		}
                    else if(-1 == ret){
                        printf("\n");
                        break;
                    }
                    else{
	         		    printf("%s", buf); //不打换行，等break后再换行刷新
                    }
                }
            }
			if(0 == evs[i].data.fd){
				memset(buf, 0, sizeof(buf));
				ret = read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf));
				if(ret == 0){
					printf("byebye!\n");
					goto chatOver;
				}
				ret = send(new_fd, buf, strlen(buf) - 1, 0);
				ERROR_CHECK(ret, -1, "send");
			}
		}
	}
chatOver:
	close(new_fd);
	close(socketFd);
	return 0;
}