linux epoll

来源：互联网发布：pid算法实例c语言编辑：程序博客网时间：2024/05/20 21:45

转载自：http://www.cnblogs.com/coder2012/p/3143953.html

epoll是Kernel 2.6后新加入的事件机制，在高并发条件下，远优于select。epoll最大的好处在于它不会随着监听fd数目的增长而降低效率。因为在内核中的select实现中，它是采用轮询来处理的，轮询的fd数目越多，自然耗时越多。并且，在linux/posix_types.h头文件有这样的声明：

#define __FD_SETSIZE    1024 //select最多同时监听1024个fd

　　当然，可以通过修改头文件再重编译内核来扩大这个数目，但这似乎并不治本。

　　所以在Nginx中采用了epoll来实现其高并发特性。

工作方式

　　LT(level triggered)：水平触发，缺省方式，同时支持block和no-block socket，在这种做法中，内核告诉我们一个文件描述符是否被就绪了，如果就绪了，你就可以对这个就绪的fd进行IO操作。如果你不作任何操作，内核还是会继续通知你的，所以，这种模式编程出错的可能性较小。传统的select\poll都是这种模型的代表。
　　ET(edge-triggered)：边沿触发，高速工作方式，只支持no-block socket。在这种模式下，当描述符从未就绪变为就绪状态时，内核通过epoll告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪，并且不会再为那个描述符发送更多的就绪通知，直到你做了某些操作导致那个文件描述符不再为就绪状态了(比如：你在发送、接受或者接受请求，或者发送接受的数据少于一定量时导致了一个EWOULDBLOCK错误)。但是请注意，如果一直不对这个fs做IO操作(从而导致它再次变成未就绪状态)，内核不会发送更多的通知。
　　区别：LT事件不会丢弃，而是只要读buffer里面有数据可以让用户读取，则不断的通知你。而ET则只在事件发生之时通知。

主要的数据结构

　　epoll_event的结构如下：

typedef union epoll_data {        void *ptr;         int fd;         __uint32_t u32;         __uint64_t u64;} epoll_data_t;//保存触发事件的某个文件描述符相关的数据struct epoll_event {         __uint32_t events;      /* epoll event */         epoll_data_t data;      /* User data variable */};

　　events表示感兴趣的事件和被触发的事件，可能的取值为：

EPOLLIN对应的文件描述符可以读EPOLLOUT对应的文件描述符可以写EPOLLPRI对应的文件描述符有紧急的数可读EPOLLERR对应的文件描述符发生错误EPOLLHUP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

操作函数

　 epoll的接口非常简单，用三个相关函数来创建epoll句柄、注册epoll事件以及等待事件的发生。

　　创建epoll句柄：

int epoll_create(int size); //size表示内核需要监听的数目//return : epoll文件描述符

　　需要注意的是，当创建好epoll句柄后，它就是会占用一个fd值（文件标识符），在linux下如果查看/proc/进程id/fd/，是能够看到这个fd的，所以在使用完epoll后，必须调用close()关闭，否则可能导致fd被耗尽。

　　epoll事件注册函数：

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)//epfd是epoll_create()的返回值//op表示动作/* op可被表示为：    EPOLL_CTL_ADD：注册新的fd到epfd中；     EPOLL_CTL_MOD：修改已经注册的fd的监听事件；     EPOLL_CTL_DEL：从epfd中删除一个fd； *///fd是需要监听的fd//event是内核需要监听的事件

　　等待事件发生函数：

int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout)//epfd是函数返回值//events是内核监听事件的集合//maxevents是epoll_wait可以处理的连接事件的最大限度值//timeout是超时时间//返回值：请求数

epoll工作流程

　　首先，需要调用epoll_create创建epoll，此后我们就可以进行socket/bind/listen，然后调用epoll_ctl进行注册。接下来，就可以通过一个while(1)循环调用epoll_wait来等待事件的发生，然后循环查看接收到的事件并进行处理。如果事件是sever的socketfd我们就要进行accept，并且把接收到client的socketfd加入到要监听的事件中。如果在监听过程中，需要修改操作方式（读/写），可以调用epoll_ctl来重新修改。如果监听到某一个客户端关闭，那么我就需要再次调用epoll_ctl把它从epoll监听事件中删除。

实例

#include <stdio.h>#include <sys/time.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <sys/socket.h>#include <sys/types.h>#include <sys/epoll.h>#include <netinet/in.h>#include <fcntl.h>#include <stdlib.h>#include <errno.h>void setnonblocking(int sockfd){    int opts;    opts = fcntl(sockfd, F_GETFL);    if(opts < 0){        perror("fcntl1 error!\n");        exit(1);    }    opts = opts | O_NONBLOCK;    if(fcntl(sockfd, F_SETFL, opts) < 0){        perror("fcntl2 error!\n");        exit(1);    }}int main(){    int fd;    int on;    int rs;    int len;    int conn;    char buffer[100];    int flag1, flag2;    struct sockaddr_in serv_addr, clt_addr;    struct timeval timeout;    int i;    int nfds;    int epfd;    int newfd;    struct epoll_event ev;    struct epoll_event events[20];    fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);    on = 1;    setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on));    timeout.tv_sec  = 5;    timeout.tv_usec = 0;    setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (char*)&timeout, sizeof(timeout));    bzero(&serv_addr, sizeof(struct sockaddr_in));    serv_addr.sin_family = AF_INET;    serv_addr.sin_port   = htons(9090);    serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;    rs = bind(fd, (struct sockaddr*)(&serv_addr), sizeof(struct sockaddr));    if(rs < 0){        perror("");        close(fd);        return -1;    }    setnonblocking(fd);    epfd = epoll_create(100);    ev.data.fd = fd;    ev.events = EPOLLIN|EPOLLET;    epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev);    rs = listen(fd, 5);    if(rs < 0){        perror("");        close(fd);        return -1;    }    len = sizeof(struct sockaddr);        for(;;){        nfds = epoll_wait(epfd, events, 20, 500);        for(i = 0; i < nfds; ++i){            if(events[i].data.fd == fd){                conn = accept(fd, (struct sockaddr*)(&clt_addr), (unsigned int*)(&len));                                setnonblocking(conn);                ev.data.fd = conn;                ev.events = EPOLLIN|EPOLLET;                epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, conn, &ev);            }            else if(events[i].events & EPOLLIN){                if((newfd = events[i].data.fd) < 0)                    continue;                bzero(buffer, sizeof(buffer));                flag1 = recv(newfd, buffer, 100, 0);                printf("recv: %s\n", buffer);                printf("recv return: %d\n", flag1);                ev.data.fd = newfd;                ev.events = EPOLLOUT|EPOLLET;                epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, newfd, &ev);            }            else if(events[i].events & EPOLLOUT){                if((newfd = events[i].data.fd) < 0)                    continue;                bzero(buffer, sizeof(buffer));                strcpy(buffer, "ACK");                flag2 = send(newfd, buffer, sizeof(buffer), 0);                printf("recv return: %d\n\n", flag2);                    ev.data.fd = newfd;                    ev.events = EPOLLIN|EPOLLET;                epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, newfd, &ev);            }        }    }    close(fd);    return 0;}

参考

http://www.cnblogs.com/venow/archive/2012/11/30/2790031.html

　　 http://hi.baidu.com/jingweiyoung/item/ae9fc81714be67dbbf9042b9

　　 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-04/35156p3.htm

　　　http://www.cppblog.com/converse/archive/2008/04/29/48482.html

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