Linux企业级开发技术（4）——epoll企业级开发之epoll例程
为了使大家更加深入了解epoll模型在企业应用中的使用，下面给出一段基于epoll的服务器代码，并在代码中添加了详细注释：
#include <deque>
#include <map>
#include <vector>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/shm.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string>
#include <cstdio>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <cstdlib>
#include <cctype>
#include <sstream>
#include <utility>
#include <stdexcept>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <iostream>
#include <signal.h>
using namespace std;
#define MAXLINE 5
#define LISTENQ 5
#define SERV_PORT 5000
bool bWrite = false;
void setnonblocking(int sock)
{
intopts;
opts=fcntl(sock,F_GETFL);
if(opts<0)
{
perror("fcntl(sock,GETFL)");
exit(1);
}
opts= opts|O_NONBLOCK;
if(fcntl(sock,F_SETFL,opts)<0)
{
perror("fcntl(sock,SETFL,opts)");
exit(1);
}
}
static void sig_pro(int signum)
{
cout<< "recv signal:" << signum << endl;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
inti, n, listenfd, connfd, nfds;
charline[MAXLINE + 1];
socklen_tclilen; //声明epoll_event结构体的变量,ev用于注册事件,数组用于回传要处理的事件
structepoll_event ev,events[20]; //生成用于处理accept的epoll专用的文件描述符
intepfd=epoll_create(256);
structsockaddr_in clientaddr;
structsockaddr_in serveraddr;
//为让应用程序不必对慢速系统调用的errno做EINTR检查,可以采取两种方式:1.屏蔽中断信号,2.处理中断信号
//1.由signal()函数安装的信号处理程序，系统默认会自动重启动被中断的系统调用，而不是让它出错返回，
// 所以应用程序不必对慢速系统调用的errno做EINTR检查，这就是自动重启动机制.
//2.对sigaction()的默认动作是不自动重启动被中断的系统调用，
// 因此如果我们在使用sigaction()时需要自动重启动被中断的系统调用，就需要使用sigaction的SA_RESTART选项
//忽略信号
//sigset_tnewmask;
//sigemptyset(&newmask);
//sigaddset(&newmask,SIGINT);
//sigaddset(&newmask,SIGUSR1);
//sigaddset(&newmask,SIGUSR2);
//sigaddset(&newmask,SIGQUIT);
//pthread_sigmask(SIG_BLOCK,&newmask, NULL);
//处理信号
//默认自动重启动被中断的系统调用,而不是让它出错返回,应用程序不必对慢速系统调用的errno做EINTR检查
//signal(SIGINT,sig_pro);
//signal(SIGUSR1,sig_pro);
//signal(SIGUSR2,sig_pro);
//signal(SIGQUIT,sig_pro);
structsigaction sa;
sa.sa_flags = SA_RESTART; //SA_RESART:自动重启动被中断的系统调用,0:默认不自动重启动被中断的系统调用
sa.sa_handler = sig_pro;
sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
sigaction(SIGUSR1, &sa, NULL);
sigaction(SIGUSR2, &sa, NULL);
sigaction(SIGQUIT, &sa, NULL);
/*//系统调用被中断信号中断的测试验证
charbuf[1024];
int nn;
while(1){
if((nn = read(STDIN_FILENO, buf, 1024)) == -1) {
if(errno == EINTR)
printf("read isinterrupted\n");
}
else {
write(STDOUT_FILENO, buf, nn);
}
}
return 0;*/
listenfd= socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
//把socket设置为非阻塞方式
setnonblocking(listenfd);
//设置与要处理的事件相关的文件描述符
ev.data.fd=listenfd;
//设置要处理的事件类型
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
//注册epoll事件
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev);
bzero(&serveraddr,sizeof(serveraddr));
serveraddr.sin_family= AF_INET;
serveraddr.sin_addr.s_addr= htonl(INADDR_ANY);
serveraddr.sin_port=htons(SERV_PORT);
bind(listenfd,(sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr));
listen(listenfd,LISTENQ);
for( ; ; )
{
cout<< "active" << endl;
//等待epoll事件的发生
nfds=epoll_wait(epfd,events,20,500);
//处理所发生的所有事件
for(i = 0; i < nfds; ++i)
{
if(events[i].data.fd < 0)
{
continue;
}
if(events[i].data.fd == listenfd) //监听上的事件
{
cout<< "[conn] events=" << events[i].events << endl;
if(events[i].events&EPOLLIN) //有连接到来
{
do
{
clilen= sizeof(struct sockaddr);
connfd= accept(listenfd,(sockaddr *)&clientaddr, &clilen);
if(connfd > 0)
{
cout<< "[conn] peer=" << inet_ntoa(clientaddr.sin_addr)<< ":" << ntohs(clientaddr.sin_port) << endl;
//把socket设置为非阻塞方式
setnonblocking(connfd);
//设置用于读操作的文件描述符
ev.data.fd=connfd;
//设置用于注测的读操作事件
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
//注册ev
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,connfd,&ev);
}
else
{
cout<< "[conn] errno=" << errno << endl;
if(errno == EAGAIN) //没有连接需要接收了
{
break;
}
elseif (errno == EINTR) //可能被中断信号打断,,经过验证对非阻塞socket并未收到此错误,应该可以省掉该步判断
{
;
}
else //其它情况可以认为该描述字出现错误,应该关闭后重新监听
{
cout<< "[conn] close listen because accept fail and errno not equaleagain or eintr" << endl;
//此时说明该描述字已经出错了,需要重新创建和监听
close(events[i].data.fd);
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,events[i].data.fd,&events[i]);
//重新监听
listenfd= socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
setnonblocking(listenfd);
ev.data.fd=listenfd;
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev);
bind(listenfd,(sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr));
listen(listenfd,LISTENQ);
break;
}
}
}while (1);
}
elseif (events[i].events&EPOLLERR || events[i].events&EPOLLHUP) //有异常发生
{
cout<< "[conn] close listen because epollerr or epollhup" <<errno << endl;
close(events[i].data.fd);
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,events[i].data.fd,&events[i]);
//重新监听
listenfd= socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
setnonblocking(listenfd);
ev.data.fd=listenfd;
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev);
bind(listenfd,(sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr));
listen(listenfd,LISTENQ);
}
}
else //连接上的事件
{
cout<< "[data] events=" << events[i].events << endl;
if(events[i].events&EPOLLIN) //有数据可读
{
do
{
n= read(events[i].data.fd, line, MAXLINE);
if(n > 0) //读到数据
{
line[n]= '\0';
//综合下面两种情况,在读到字节数大于0时必须继续读,不管读到字节数是否等于接收缓冲区大小,
//也不管错误代码是否为EAGAIN,否则要么导致关闭事件丢失,要么导致后续数据的丢失
if(n < MAXLINE)
{
//经过验证,如果对方发送完数据后就断开,即使判断是否错误代码为EAGAIN,也会导致close事件丢失,
//必须继续读,以保证断开事件的正常接收
cout<< "[data] n > 0, read less recv buffer size, errno="<< errno << ",len=" << n << ",data=" << line << endl;
}
else
{
//经过验证,发送字节数大于等于接收缓冲区时,读到字节数为接收缓冲区大小,错误代码为EAGAIN,
//必须继续读,以保证正常接收后续数据
cout<< "[data] n > 0, read equal recv buffer size, errno="<< errno << ",len=" << n << ",data=" << line << endl;
}
}
elseif (n < 0) //读取失败
{
if (errno == EAGAIN) //没有数据了
{
cout<< "[data] n < 0, no data, errno=" << errno <<endl;
break;
}
else if(errno == EINTR) //可能被内部中断信号打断,经过验证对非阻塞socket并未收到此错误,应该可以省掉该步判断
{
cout<< "[data] n < 0, interrupt, errno=" << errno <<endl;
}
else //客户端主动关闭
{
cout<< "[data] n < 0, peer close, errno=" << errno<< endl;
close(events[i].data.fd);
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,events[i].data.fd,&events[i]);
break;
}
}
elseif (n == 0) //客户端主动关闭
{
cout<< "[data] n = 0, peer close, errno=" << errno <<endl;
//同一连接可能会出现两个客户端主动关闭的事件,一个errno是EAGAIN(11),一个errno是EBADF(9),
//对错误的文件描述符EBADF(9)进行关闭操作不会有什么影响,故可以忽略,以减少errno判断的开销
close(events[i].data.fd);
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,events[i].data.fd,&events[i]);
break;
}
}while (1);
}
elseif (events[i].events&EPOLLOUT) //可以写数据
{
cout<< "[data] epollout" << endl;
if(events[i].data.u64 >> 32 == 0x01) //假定0x01代表关闭连接
{
//在需要主动断开连接时仅注册此事件不含可读事件,用来处理服务端主动关闭
close(events[i].data.fd);
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,events[i].data.fd,&events[i]);
}
else //其它情况可以去设置该连接的可写标志
{
bWrite= true;
}
}
elseif (events[i].events&EPOLLERR || events[i].events&EPOLLHUP) //有异常发生
{
cout<< "[data] close peer because epollerr or epollhup" <<endl;
close(events[i].data.fd);
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,events[i].data.fd,&events[i]);
}
}
}
}
return 0;
}
ssize_t mysend(int socket, const void*buffer, size_t length, int flags)
{
ssize_ttmp;
size_tleft = length;
constchar *p = (const char *)buffer;
while(left > 0)
{
if(bWrite) //判断该连接的可写标志
{
tmp= send(socket, p, left, flags);
if(tmp < 0)
{
//当socket是非阻塞时,如返回此错误,表示写缓冲队列已满,
if(errno == EAGAIN)
{
//设置该连接的不可写标志
bWrite= false;
usleep(20000);
continue;
}
elseif (errno == EINTR)
{
//被中断信号打断的情况可以忽略,经过验证对非阻塞socket并未收到此错误,应该可以省掉该步判断
}
else
{
//其它情况下一般都是连接出现错误了,外部采取关闭措施
break;
}
}
elseif ((size_t)tmp == left)
{
break;
}
else
{
left-= tmp;
p+= tmp;
}
}
else
{
usleep(20000);
}
}
return(ssize_t)(length - left);
}
