多路转接-EPOLL 及简单的EPOLL服务器实现

EPOLL简介

EPOLL是linux下公认的最好用的I/O就绪通知方式。
epoll是Linux内核为处理大批量文件描述符而作了改进的poll,是Linux下多路复用IO接口select/poll的增强版本,它能显着提高程序在大量并发连接中只有少量活跃的情况下的系统CPU利用率。另一点原因就是获取事件的时候,它无须遍历整个被侦听的描述符集,只要遍历那些被内核IO事件异步唤醒而加入Ready队列的描述符集合就行了。epoll除了提供select/poll那种IO事件的水平触发(Level Triggered)外,还提供了边缘触发(Edge Triggered),这就使得用户空间程序有可能缓存IO状态,减少epoll_wait/epoll_pwait的调用,提高应用程序效率。

EPOLL 相关的三个系统调用

int epoll_create(int size) 


创建epoll句柄,占用一个fd值,使用完epoll 后必须调用close关闭

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_events* event) 

epoll的事件注册函数,告诉内核监听什么事件。

  1. 第一个参数epfd是上一个函数create的返回值。
  2. 第二个参数表示动作,用三个宏表示EPOLL_CTL_ADD注册新的fd到epfd中。
    EPOLL_CTL_MOD修改已注册的fd监听事件。EPOLL_CTL_DELepfd中删除一个fd事件。
  3. 第三个参数是需要监听的fd
  4. 第四个参数是需要监听什么事件。
struct epoll_event {_uint32_t events; /* Epoll events */epoll_data_t data; /* User data variable */};typedef union epoll_data {void *ptr;int fd;uint32_t u32;uint64_t u64;} epoll_data_t;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)而言的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
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event* events, int maxevents, int timeout)

timeout是超时时间(0会立即返回,-1将永久阻塞)。如果调用成功,则返回对应IO上已准备好文件描述符数目。

工作原理

epoll只告知那些已经就绪的文件描述符,通过调用epoll_wait()函数获得就绪的文件描述符时,返回的不是实际的文件描述符,而是就绪描述符数量的值,只需要去epoll指定一个数组去获得这些文件描述符,省去了这些描述符在系统调用时的开销。

*************************************************************************> File Name: epoll.c> Author: weierxiao> Mail: 1091868910@qq.com > Created Time: Tue 04 Jul 2017 04:31:39 PM CST************************************************************************#include
#include
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#include
#include
#include#define EPOLL_REVS_SIZE 64static void Usage(const char* proc)
{printf("Usage : %s, [local ip], [local port]\n", proc);
}int startup(char *ip, int port)
{int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (sock <0 ){perror("sock");exit(2);}int opt = 1;setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,  &opt, sizeof(opt));struct sockaddr_in local;local.sin_family = AF_INET;local.sin_port = htons(port);local.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);if (bind(sock, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local))<0){perror("bind");exit(3);}if (listen(sock, 10) < 0){perror("listen");exit(4);}return sock;
}int main(int argc, char *argv[])
{if (argc != 3){Usage(argv[0]);return 1;}int listen_sock = startup(argv[1],atoi(argv[2]));int epfd = epoll_create(256);if (epfd < 0){perror("epoll create!\n");return 5;}struct epoll_event ev;ev.events = EPOLLIN;ev.data.fd = listen_sock;epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, listen_sock, &ev );int nums = -1;struct epoll_event revs[EPOLL_REVS_SIZE];int timeout =-1;while (1){switch ( (nums = epoll_wait(epfd,revs, EPOLL_REVS_SIZE, timeout ))){case 0:printf("time out ...\n");break;case -1:perror("epoll wait\n");break;default:{int i =0;for (;i< nums; i++){int sock = revs[i].data.fd;if (sock == listen_sock && (revs[i].events & EPOLLIN)){struct sockaddr_in client;socklen_t len = sizeof(client);int new_sock = accept(listen_sock, (struct sockaddr*)&client, &len);if(new_sock < 0){perror("accept !\n");continue;}printf(" get client :[%s] [%d]\n", inet_ntoa(client.sin_addr),htons(client.sin_port));ev.events = EPOLLIN;ev.data.fd = new_sock;epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, new_sock, &ev);}else if(sock != listen_sock){if (revs[i].events & EPOLLIN){char *buf[10240];ssize_t s = read(sock, buf, sizeof(buf)-1);if (s >0 ){printf("client : %s\n", buf);ev.events = EPOLLOUT;ev.data.fd = sock;epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, sock, &ev);}else if (s == 0){printf("client quit\n");close(sock);epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, sock, NULL);}else{perror("read");close(sock);epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, sock, NULL);}}else if (revs[i]. events & EPOLLOUT){const char *msg = "HTTP/1.0  OK 200 \r\n\r\n

WX EPOLL

"
;write(sock,msg, strlen(msg));close(sock);epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL,sock,NULL);}else{}}}}break;}}return 0; }
./epoll 0 8080 //调用

打开手机或电脑的浏览器,连接同一个局域网,输入绑定的服务器IP地址:绑定的端口号
这里写图片描述


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