Linux编程之Epoll高并发
网络上所有资料都说epoll是高并发、单线程、IO重叠服用的首选架构，比select和poll性能都要好，特别是在有大量不活跃连接的情况下。具体原理就不阐述了，下面说说使用。
具有有三个函数：
#include <sys/epoll.h>
1、int epoll_create ( int size );
size是epoll要监视的fd的规模。
2、int epoll_ctl ( int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event );
（1）epfd：epoll_create的返回值。
（2）op 指定操作类型：
EPOLL_CTL_ADD：往事件表中注册fd上的事件
EPOLL_CTL_MOD：修改fd上的注册事件
EPOLL_CTL_DEL：删除fd上的注册事件
（3）fd：要操作的文件描述符（socket）
（4）event：指定要监听fd的什么事情。它是epoll_event结构指针类型：
struct epoll_event
{
__unit32_t events; // epoll事件
epoll_data_t data; // 用户数据
};
events：描述事件类型。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。
data成员：其中data.fd常用来装要操作的fd。
typedef union epoll_data
{
void *ptr;
int fd;
__uint32_t u32;
__uint64_t u64;
} epoll_data_t;
3、int epoll_wait ( int epfd, struct epoll_event* events, int maxevents, int timeout );
epoll_wait的工作流程是：等待，如果有epoll事件发生立刻返回，否则等待timeout毫秒。返回时拷贝要处理的事件到events指向的数组，返回就绪的文件描述符的个数，失败时返回-1并设置errno。
timeout：指定epoll的超时时间，单位是毫秒。当timeout为-1是，epoll_wait调用将永远阻塞，直到某个事件发生。当timeout为0时，epoll_wait调用将立即返回。
maxevents：指定最多监听多少个事件。如果events指向的是20个单元的结构体数组，那么就设置maxevents为20。
events： events指向的数组中将拷贝所有就绪的事件，从内核事件表中。events的成员是struct epoll_event类型，一般包含events（其值是如：EPOLLIN、EPOLLOUT等）。还有一个是data.fd,包含拷贝的事件对应的socket，如果是服务器监听socket，说明是有用户连接到这个socket，如果是其他已经连接好的socket，说明是有数据要发送或者接收。
如果事件数组中的数据得到处理，那么内核事件表中的事件就会被删除，下次wait就没有那些socket的事件了。
实例代码：
epoll.c
#include <stdio.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdlib.h>
#include <netinet/in.h> //包含sockaddr_in定义
#include <errno.h>
#include <string.h> //包含memset strncpy
int main(int argc,char* argv[]) //主函数
{
int epfd1;int result;
int server_len,client_len;
int server_sockfd,client_sockfd;
struct sockaddr_in server_address; //定义在 <netinet/in.h>
struct sockaddr_in client_address;
struct epoll_event ev1;
struct epoll_event ev[20];
int epollreturn;
int i,j,res;
int sockfd;
char ch = '0';
char buff[1024];
server_address.sin_family = AF_INET;
server_address.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.131.129");
server_sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
server_address.sin_port = htons(9734);
server_len = sizeof(server_address);
client_len = sizeof(client_address);
result = bind(server_sockfd,(struct sockaddr*)&server_address,server_len);
if(result!=0)
{
printf("bind failed\n");
exit(1); //在stdlib.h
}
epfd1 = epoll_create(10000);
ev1.data.fd = server_sockfd;
ev1.events = EPOLLIN;
/*
printf("%08x\n",EPOLLIN);
printf("%08x\n",EPOLLOUT);
printf("%08x\n",EPOLLPRI);
printf("%08x\n",EPOLLERR);
printf("%08x\n",EPOLLHUP);
printf("%08x\n",EPOLLET);
printf("%08x\n",EPOLLONESHOT);
*/
epoll_ctl(epfd1,EPOLL_CTL_ADD,server_sockfd,&ev1);
result = listen(server_sockfd,5);
if(result!=0)
{
printf("listen failed\n");
exit(1);
}
memset(buff,0,1024);
strncpy(buff,"this is server",14);
for(;;)
{
epollreturn = epoll_wait(epfd1,ev,20,4000);
printf("epollreturn is %d\n",epollreturn);
if(epollreturn>0)
{
for(i=0;i<epollreturn;i++)
{
if(ev[i].data.fd==server_sockfd)//如果新监测到一个SOCKET用户连接到了绑定的SOCKET端口，建立新的连接。
{
client_sockfd = accept(server_sockfd,(struct sockaddr *)&client_address, &client_len);//没有计算client_len的值，会导致accept返回-1
printf("accept one client,socket:%d\n",client_sockfd);
ev1.data.fd=client_sockfd;
ev1.events=EPOLLIN;
epoll_ctl(epfd1,EPOLL_CTL_ADD,client_sockfd,&ev1);
//ev1.data.fd=client_sockfd;
//ev1.events=EPOLLOUT;
//epoll_ctl(epfd1,EPOLL_CTL_ADD,client_sockfd,&ev1); //注册
}
else if(ev[i].events&EPOLLIN)//如果是已经连接的用户，收到数据，那么进行读入。
{
sockfd = ev[i].data.fd;
if (sockfd < 0)
{
printf("EPOLLIN,sockfd < 0\n");
continue;
}
res = recv(sockfd,&ch,1,0);
if (res < 0)
{
if (errno == ECONNRESET)
{
close(sockfd);
ev[i].data.fd = -1;
printf("EPOLLIN,res<0,errno == ECONNRESET\n");
}
else
printf("EPOLLIN,recv error,res <0\n");
}
else if (res == 0)
{
close(sockfd); //个测试发现关闭socket，epoll队列中就不再监视这个socket了,似乎不需要删除监视
ev[i].data.fd = -1;
printf("EPOLLIN,res == 0\n");
ev1.data.fd=sockfd;
ev1.events=EPOLLIN;
epoll_ctl(epfd1,EPOLL_CTL_DEL,sockfd,&ev1);
}
else
{
printf("EPOLLIN,receive one char %c,socket is %d\n",ch,sockfd);
}
ev1.data.fd=sockfd;
ev1.events=EPOLLOUT;
epoll_ctl(epfd1,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev1);
/**/
}
else if(ev[i].events&EPOLLOUT) // 监测数据发送的原理是，对端调用recv，通知到服务器端，通知epoll，这个socket有数据要发。
{
sockfd = ev[i].data.fd;
res = send(sockfd,buff,102,0);
if(res==-1)
{
printf("send error,res is %d\n",res);
close(sockfd);
ev1.data.fd=sockfd;
ev1.events=EPOLLOUT;
epoll_ctl(epfd1,EPOLL_CTL_DEL,sockfd,&ev1);
}
ev1.data.fd=sockfd; //设置用于读操作的文件描述符
ev1.events=EPOLLIN; //设置用于注测的读操作事件
epoll_ctl(epfd1,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev1); //修改sockfd上要处理的事件为EPOLIN
}
}
}
}
return 0;
}
client2.c
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h> //包含memset strncpy
int main(int argc,char* argv[]) //这是网络套接字，比unix套接字的测试要简单
{ //测试方法，把client2和server2放在相同或者不同文件夹下都可以
int sockfd; // 一个终端运行./client2 另外一个终端运行 ./server2 就可以看到结果了
int len,i,res;
struct sockaddr_in address;
int result;
char ch = 'A';
char buff[1024];
sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); //奇怪，一个client运行多个版本，每次获取的居然是同一个socket。改个名字也不行
printf("socket is %d\n",sockfd);
address.sin_family = AF_INET;
address.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.131.129");
address.sin_port = htons(9734);
len = sizeof(address);
result = connect(sockfd,(struct sockaddr*)&address,len);
if(result == -1)
{
perror("oops:client1");
exit(-1);
}
memset(buff,0,1024);
i = 0;
//for(i=0;i<10;i++)
for(;;)
{
res = send(sockfd,&ch,1,0);
if(res==-1)
{
printf("send error,res is %d,exiting program\n",res);
close(sockfd);
return(-1);
}
/**/
i++;
memset(buff,0,102);
res = recv(sockfd,buff,102,0);
//if((res==-1)||(res==0))
if(res==-1)
{
printf("recv error,res is %d,exiting program\n",res);
close(sockfd);
return(-1);
}
printf("socket:%d,buff is %s,i is %d\n",sockfd,buff,i);
/**/
}
//scanf("%s",buff);
printf("exiting program\n");
close(sockfd);
return 0;
}