Linux下I O多路轉接之epoll

2021-08-02 20:01:21 字數 4452 閱讀 2161

linux下i/o多路轉接之epoll

epoll - i/o event notification facility

在linux的網路程式設計中,很長的時間都在使用select來做事件觸發。在linux新的核心中,有了一種替換它的機制,就是epoll。

相比於select,epoll最大的好處在於它不會隨著監聽fd數目的增長而降低效率。因為在核心中的select實現中,它是採用輪詢來處理的,輪詢的fd數目越多,自然耗時越多。並且,在linux/posix_types.h標頭檔案有這樣的宣告:

#define __fd_setsize    1024

表示select最多同時監聽1024個fd,當然,可以通過修改標頭檔案再重編譯核心來擴大這個數目,但這似乎並不治本。

epoll的介面非常簡單,一共就三個函式:

1. int epoll_create(int size);

建立乙個epoll的控制代碼,size用來告訴核心這個監聽的數目一共有多大。這個引數不同於select()中的第乙個引數,給出最大監聽的fd+1的值。需要注意的是,當建立好epoll控制代碼後,它就是會占用乙個fd值,在linux下如果檢視/proc/程序id/fd/,是能夠看到這個fd的,所以在使用完epoll後,必須呼叫close()關閉,否則可能導致fd被耗盡。

2. int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);

epoll的事件註冊函式,它不同與select()是在監聽事件時告訴核心要監聽什麼型別的事件,而是在這裡先註冊要監聽的事件型別。第乙個引數是epoll_create()的返回值,第二個引數表示動作,用三個巨集來表示:

epoll_ctl_add:註冊新的fd到epfd中;

epoll_ctl_mod:修改已經註冊的fd的監聽事件;

epoll_ctl_del:從epfd中刪除乙個fd;

第三個引數是需要監聽的fd,第四個引數是告訴核心需要監聽什麼事,struct epoll_event結構如下:

typedef union epoll_data epoll_data_t;

struct epoll_event ;

events可以是以下幾個巨集的集合:

epollin :表示對應的檔案描述符可以讀(包括對端socket正常關閉);

epollout:表示對應的檔案描述符可以寫;

epollpri:表示對應的檔案描述符有緊急的資料可讀(這裡應該表示有帶外資料到來);

epollerr:表示對應的檔案描述符發生錯誤;

epollhup:表示對應的檔案描述符被結束通話;

epollet: 將epoll設為邊緣觸發(edge triggered)模式,這是相對於水平觸發(level triggered)來說的。

epolloneshot:只監聽一次事件,當監聽完這次事件之後,如果還需要繼續監聽這個socket的話,需要再次把這個socket加入到epoll佇列裡

3. int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);

等待事件的產生,類似於select()呼叫。引數events用來從核心得到事件的集合,maxevents告之核心這個events有多大,這個 maxevents的值不能大於建立epoll_create()時的size,引數timeout是超時時間(毫秒,0會立即返回,-1將不確定,也有說法說是永久阻塞)。該函式返回需要處理的事件數目,如返回0表示已超時。

4、關於et、lt兩種工作模式:

可以得出這樣的結論:

et模式僅當狀態發生變化的時候才獲得通知,這裡所謂的狀態的變化並不包括緩衝區中還有未處理的資料,也就是說,如果要採用et模式,需要一直read/write直到出錯為止,很多人反映為什麼採用et模式只接收了一部分資料就再也得不到通知了,大多因為這樣;而lt模式是只要有資料沒有處理就會一直通知下去的.

那麼究竟如何來使用epoll呢?其實非常簡單。

通過在包含乙個標頭檔案#include 以及幾個簡單的api將可以大大的提高你的網路伺服器的支援人數。

首先通過create_epoll(int maxfds)來建立乙個epoll的控制代碼,其中maxfds為你epoll所支援的最大控制代碼數。這個函式會返回乙個新的epoll控制代碼,之後的所有操作將通過這個控制代碼來進行操作。在用完之後,記得用close()來關閉這個建立出來的epoll控制代碼。

之後在你的網路主迴圈裡面,每一幀的呼叫epoll_wait(int epfd, epoll_event events, int max events, int timeout)來查詢所有的網路介面,看哪乙個可以讀,哪乙個可以寫了。基本的語法為:

nfds = epoll_wait(kdpfd, events, maxevents, -1);

其中kdpfd為用epoll_create建立之後的控制代碼,events是乙個epoll_event*的指標,當epoll_wait這個函式操作成功之後,epoll_events裡面將儲存所有的讀寫事件。max_events是當前需要監聽的所有socket控制代碼數。最後乙個timeout是 epoll_wait的超時,為0的時候表示馬上返回,為-1的時候表示一直等下去,直到有事件範圍,為任意正整數的時候表示等這麼長的時間,如果一直沒有事件,則範圍。一般如果網路主迴圈是單獨的執行緒的話,可以用-1來等,這樣可以保證一些效率,如果是和主邏輯在同乙個執行緒的話,則可以用0來保證主迴圈的效率。

epoll_wait範圍之後應該是乙個迴圈,遍利所有的事件。

幾乎所有的epoll程式都使用下面的框架:

for( ; ; )

else}}

下面是伺服器**

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

void usage(const char* argv)  

void set_nonblock(int fd)  

int startup(char* _ip,int _port)  //建立乙個套接字,繫結,檢測伺服器  

int opt = 1;  

setsockopt(sock,sol_socket,so_reuseaddr,&opt,sizeof(opt));  

//2.填充本地 sockaddr_in 結構體(設定本地的ip位址和埠)  

struct sockaddr_in local;         

local.sin_port=htons(_port);  

local.sin_family=af_inet;  

local.sin_addr.s_addr=inet_addr(_ip);  

繫結  

if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local))<0)   

監聽 檢測伺服器  

if(listen(sock,5)<0)  

return sock;    //這樣的套接字返回  

}  int main(int argc,char *argv)                           

int listen_sock=startup(argv[1],atoi(argv[2]));      //建立乙個繫結了本地 ip 和埠號的套接字描述符  

//1.建立epoll      

int epfd = epoll_create(256);    //可處理的最大控制代碼數256個  

if(epfd < 0)  

struct epoll_event _ev;       //epoll結構填充   

_ev.events = epollin;         //初始關心事件為讀  

_ev.data.fd = listen_sock;     

//2.託管  

epoll_ctl(epfd,epoll_ctl_add,listen_sock,&_ev);  //將listen sock新增到epfd中,關心讀事件  

struct epoll_event revs[64];  

int timeout = -1;  

int num = 0;  

int done = 0;  

while(!done)  

}  else // 接下來對num - 1 個事件處理  

else if(_s == 0)  //client:close  

else  

}  else if(revs[i].events & epollout)  

else  

{}  

}  }  

}  break;  

}  }  

return 0;  

}  

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