Linux网络编程 - I/O多路复用之epoll

目录

• 什么是epoll？
• 为什么要使用epoll？
• 如何使用epoll？
• 查看epoll官方帮助文档
• epoll版TCP回音客户端
• epoll版TCP回音服务端

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<一> 什么是epoll？

epoll = enhance poll 增强版轮询，是poll/select 的升级版；

<二> 为什么要使用epoll？

使用epoll在对fd进行监视时，如果有满足条件的fd，则该fd会被添加到一个新的数组区域，该区域存放所有满足条件的fd；

获取/判断满足条件的fd时，遍历当前数组即可；

但上述原理和select原理基本一致，那epoll增强了什么？

epoll在轮询（poll）时，提供了两种触发方式：

1. Level Triggered 水平触发（EPOLLLT）
2. Edge Triggered 边缘触发（EPOLLET）

水平触发（LT）：

对于一文件描述符fd=0，在被epoll监视时，若采用LT则在read函数读入数据，若buffer大小 < read内容大小，则在下一次使用read时，epoll会通知read读取上一次剩余的内容（epoll缺省配置）；

边缘触发（ET）：

相较于上述LT中示例，边缘触发在下一次使用read0时，epoll不会再通知read0中有数据可读，即再次读取一次新的数据，原有read(0,buffer,sizeof(buffer)) 中大于sizeof(buffer)的内容将被丢弃；

边缘：每次读或写作为一个边缘，遇到边缘只通知一次，随后不再处理边缘文件描述符。

<三> 如何使用epoll？

1> 首先需要创建一个epoll文件描述符，指定epoll可以监视fd的最大值

#define MAX_EVENTS 10

int epfd = epoll_create(MAX_EVENTS);
if(epfd == -1){
    perror("epoll_create");    //stdio.h
    exit(EXIT_FAILURE);        //stdlib.h
}

2> 指定需要监视fd的活动（读/写/...）

struct epoll_event ev, events[MAX_EVENTS];

int fd = 0;
ev.events = EPOLLIN|EPOLLET;
ev.data.fd = fd;

3> 将指定活动添加进入epoll实例

if(epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,fd,ev) == -1){
    perror("epoll_ctl:0");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

4> 使用循环，开启epoll监视

for(;;){
    int num = epoll_wait(epfd,rev,MAX_EVENTS,-1);
    if(num == -1){
	perror("epoll_wait");
	break;
    }
    //...
    int i=0;
    for(;i<num;i++){
        if(events[i].data.fd == fd){
            size = read(0,buffer,sizeof(buffer));
        }
        //...
}
}

<四> 查看epoll官方帮助文档

man 2 epoll

<五> epoll版TCP回音客户端

客户端处理函数：

Client 边缘触发示例，用于边缘触发本地输入与客户端对socket的读取；

本示例无法解决客户端 "粘包" 问题；

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#define MAX_EVENTS 2


/* 服务器对客户端请求的处理 */
void server_process(int sc){
    int size = 0;
    char buffer[1024];
    for(;;){
    	size = read(sc,buffer,sizeof(buffer));
   		if(size == 0){
			return;
    	}
		write(sc,buffer,size);
		write(1,buffer,size);
		memset(buffer,0,sizeof(buffer));
	}
}

/* 客户端处理数据 */
void client_process(int ss){
    int size = 0;
    char send_buffer[1024];    //发送缓冲区1K
    char recv_buffer[5];    //接收缓冲区5B

	int epfd = epoll_create(2);
	int fd = 0;
	struct epoll_event ev1,ev2;
	struct epoll_event events[MAX_EVENTS];
	ev1.data.fd = fd;
	ev1.events = EPOLLIN|EPOLLET;
	ev2.data.fd = ss;
	ev2.events = EPOLLIN|EPOLLET;
	if(epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,fd,&ev1)==-1){
		perror("epoll_ctl:0");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
	if(epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,ss,&ev2)==-1){
		perror("epoll_ctl:ss");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}

	memset(send_buffer,0,sizeof(send_buffer));
	memset(recv_buffer,0,sizeof(recv_buffer));
        for(;;){
		int num = epoll_wait(epfd,events,MAX_EVENTS,-1);
		if(num == -1){
			perror("epoll_wait");
			exit(EXIT_FAILURE);
		}
		int i=0;
		for(;i<num;i++){
			int tfd = events[i].data.fd;
			if(tfd == fd){
				size = read(fd,send_buffer,sizeof(send_buffer));
				write(ss,send_buffer,size);
				memset(send_buffer,0,sizeof(send_buffer));
			}else 
			if(tfd == ss){
				printf("++++\n");
				size = read(ss,recv_buffer,sizeof(recv_buffer));
				write(1,recv_buffer,size);
				memset(recv_buffer,0,size);
			}
		}
    }
}