epoll
简介
epoll是为处理大批量句柄而作了改进的poll,它是在2.5.44内核中被引进的。
相关函数调用
int epoll_create(int size);
创建一个epoll的句柄。自从linux2.6.8之后，size参数是被忽略的。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。
注：现在更推荐使用 epoll_create1(0) 来代替普通的用法。另外epoll_create1(EPOLLCLOEXEC)表示生成的epoll fd具有“执行后关闭”特性。
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
epoll的事件注册函数，它不同于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：
//保存触发事件的某个文件描述符相关的数据（与具体使用方式有关）
typedef union epoll_data {
void *ptr;
int fd;
__uint32_t u32;
__uint64_t u64;
} epoll_data_t;
//感兴趣的事件和被触发的事件
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
注：这个函数在指定EPOLL_CTL_DEL时，为了与linux内核2.6.9之前相兼容，还是要让最后的参数指向一个非null变量。
另外，events.EPOLLONESHOT确实表示只监听一次事件，但是当我们监听完这次事件之后，如果还需要继续监听这个fd的话，只需要使用EPOLL_CTL_MOD修改event。
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);
收集在epoll监控的事件中已经发送的事件。参数events是分配好的epoll_event结构体数组，epoll将会把发生的事件赋值到events数组中（events不可以是空指针，内核只负责把数据复制到这个events数组中，不会去帮助我们在用户态中分配内存）。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）。如果函数调用成功，返回对应I/O上已准备好的文件描述符数目，如返回0表示已超时。
工作原理
两种工作方式
- 水平触发LT
- 边缘触发ET
两者的区别可以用下面这个例子来理解：
如果某fd上有2kb的数据，应用程序只读了1kb，ET就不会在下一次epoll_wait的时候返回，读完以后又有新数据才返回。而LT每次都会返回这个fd，只要这个fd有数据可读。
注：ET模式必须使用非阻塞套接字,可使用如下代码设置。
void setnonblocking(int sockFd)
{
int opt;
//获取sock原来的flag
opt = fcntl(sockFd, F_GETFL);
if (opt < 0)
{
printf("fcntl(F_GETFL) fail.");
exit(-1);
}
//设置新的flag,非阻塞
opt |= O_NONBLOCK;
if (fcntl(sockFd, F_SETFL, opt) < 0)
{
printf("fcntl(F_SETFL) fail.");
exit(-1);
}
}
示例
使用epoll实现的echo服务器。
#include <unp.h>
#include <sys/epoll.h>
#define EPOLL_SIZE 20 //epoll关注的最大fd数目
#define EVENT_ARR 10 //事件数
void setnonblocking(int sockFd)
{
int opt;
//获取sock原来的flag
opt = fcntl(sockFd, F_GETFL);
if (opt < 0)
{
printf("fcntl(F_GETFL) fail.");
exit(-1);
}
//设置新的flag,非阻塞
opt |= O_NONBLOCK;
if (fcntl(sockFd, F_SETFL, opt) < 0)
{
printf("fcntl(F_SETFL) fail.");
exit(-1);
}
}
int main(int argc,char** argv)
{
int listenfd=openListenfd(SERV_PORT);
setnonblocking(listenfd); //设置socket为非阻塞
//创建epoll
int epfd=epoll_create(EPOLL_SIZE);
struct epoll_event ev,evs[EVENT_ARR];
//绑定listenfd
ev.data.fd=listenfd;
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET; //ET模式下必须设置为非阻塞
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev);
int clientfd;
struct sockaddr_in clientaddr;
socklen_t clientlen;
char buf[1024];
while(1)
{
int nfds=epoll_wait(epfd,evs,EVENT_ARR,-1);
for (int i=0;i<nfds;++i) //遍历取到的事件
{
//如果为listenfd的事件，且为可读
if (evs[i].data.fd==listenfd && evs[i].events & EPOLLIN)
{
clientlen=sizeof(clientaddr);
clientfd=Accept(listenfd,(SA*)&clientaddr,&clientlen);
setnonblocking(clientfd);
//注册客户端fd事件
ev.data.fd=clientfd;
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,clientfd,&ev);
}
else if (evs[i].events & EPOLLIN)
{
if ((clientfd=evs[i].data.fd)>0)
{
int len=read(clientfd,buf,BUF_SIZE);
if (len>0)
{
do
{
if (write(clientfd, buf, len) < 0)
perror("write() fail.\n");
len = read(clientfd, buf, BUF_SIZE);
} while (len > 0);
}
else if (len == 0) //出现EPOLLIN但无数据，说明断线
{
printf("client closed at %d\n", clientfd);
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, clientfd, &ev);
close(clientfd);
evs[i].data.fd = -1;
break;
}
else if (len == EAGAIN)
{
continue;
}
}
}
else
{
printf("other event\n");
}
}
}
return 0;
}
参考自：
http://blog.csdn.net/xiajun07061225/article/details/9250579
http://www.cnblogs.com/aicro/archive/2012/12/27/2836170.html
http://lifeofzjs.com/blog/2015/05/16/how-to-write-a-server/
