epoll反应堆模型

来源：互联网发布：nga npc数据库编辑：程序博客网时间：2024/05/16 12:24
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/*　　epoll反应堆模型。（libevent库核心实现 epoll）    libevent库，C语言实现的，开源的网络编程库。 开源、易用性强，跨平台，精简。 select、poll、epoll、dev/poll kqueue.....    windows/Linux/Mac os/ *BSD    可读、可写、异常    可写：    管道     fd[0] / fd[1] --- 管道缓存区满，不可写， 阻塞。——不可写        套接字  ---- 不可写。 滑动窗口---流量控制。   epoll_wait(); fd  EPOLLOUT    epoll普通模型：epoll_create() --- epfd 红黑树 --- 将connfd 添加到 epfd ， epoll_ctl() --  EPOLLIN 事件 ---- epoll_wait 设置监听            ----- 满足条件 ---- epoll_wait 返回 ---- 数组.data.fd == connfd --- read() --- 小->大 --- write()    epoll反应堆模型： epoll_create() --- epfd 红黑树 --- 将connfd 添加到 epfd ， epoll_ctl() --  EPOLLIN 事件 ---- epoll_wait 设置监听            —— 满足条件 ---- epoll_wait 返回 ---- 数组.data.fd == connfd --- read() ---- epoll_ctl --- 将connfd从红黑树摘下             ---- 修改connfd监听事件 EPOLLOUT --- 添加到epfd 树 调用epoll_wait监听 写事件            ----- epoll_wait返回说明 connfd 可写 ---- write() ———  将connfd从红黑树摘下 ---- 修改connfd监听事件 EPOLLIN(回调函数)            —— 添加到epfd 树 调用epoll_wait监听 读事件*//* *epoll基于非阻塞I/O事件驱动 */#include <stdio.h>#include <sys/socket.h>#include <sys/epoll.h>#include <arpa/inet.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <errno.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>#define MAX_EVENTS  1024                                    //监听上限数#define BUFLEN 4096#define SERV_PORT   8080void recvdata(int fd, int events, void *arg);void senddata(int fd, int events, void *arg);/* 描述就绪文件描述符相关信息 */struct myevent_s{    int fd;                                                 //要监听的文件描述符    int events;                                             //对应的监听事件    void *arg;                                              //泛型参数    void (*call_back)(int fd, int events, void *arg);       //回调函数    int status;                                             //是否在监听:1->在红黑树上(监听), 0->不在(不监听)    char buf[BUFLEN];    int len;    long last_active;                                       //记录每次加入红黑树 g_efd 的时间值};int g_efd;                                                  //全局变量, 保存epoll_create返回的文件描述符struct myevent_s g_events[MAX_EVENTS+1];                    //自定义结构体类型数组. +1-->listen fd/*将结构体 myevent_s 成员变量 初始化*/void eventset(struct myevent_s *ev, int fd, void (*call_back)(int, int, void *), void *arg){    ev->fd = fd;    ev->call_back = call_back;    ev->events = 0;    ev->arg = arg;    ev->status = 0;    if(ev->len<=0)    {        memset(ev->buf, 0, sizeof(ev->buf));        ev->len = 0;    }    ev->last_active = time(NULL);                       //调用eventset函数的时间    return;}/* 向 epoll监听的红黑树 添加一个 文件描述符 *///eventadd(efd, EPOLLIN, &g_events[MAX_EVENTS]);void eventadd(int efd, int events, struct myevent_s *ev){    struct epoll_event epv = {0, {0}};    int op = 0;    epv.data.ptr = ev;    epv.events = ev->events = events;       //EPOLLIN 或 EPOLLOUT    if (ev->status == 0)                                            //已经在红黑树 g_efd 里    {        op = EPOLL_CTL_ADD;                 //将其加入红黑树 g_efd, 并将status置1        ev->status = 1;    }    if (epoll_ctl(efd, op, ev->fd, &epv) < 0)                       //实际添加/修改        printf("event add failed [fd=%d], events[%d]\n", ev->fd, events);    else        printf("event add OK [fd=%d], op=%d, events[%0X]\n", ev->fd, op, events);    return ;}/* 从epoll 监听的 红黑树中删除一个 文件描述符*/void eventdel(int efd, struct myevent_s *ev){    struct epoll_event epv = {0, {0}};    if (ev->status != 1)                                        //不在红黑树上        return ;    //epv.data.ptr = ev;    epv.data.ptr = NULL;    ev->status = 0;                                             //修改状态    epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_DEL, ev->fd, &epv);                //从红黑树 efd 上将 ev->fd 摘除    return ;}/*  当有文件描述符就绪, epoll返回, 调用该函数 与客户端建立链接 */void acceptconn(int lfd, int events, void *arg){    struct sockaddr_in cin;    socklen_t len = sizeof(cin);    int cfd, i;    if ((cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&cin, &len)) == -1)    {        if (errno != EAGAIN && errno != EINTR)        {            /* 暂时不做出错处理 */        }        printf("%s: accept, %s\n", __func__, strerror(errno));        return ;    }    do    {        for (i = 0; i < MAX_EVENTS; i++)                                //从全局数组g_events中找一个空闲元素            if (g_events[i].status == 0)                                //类似于select中找值为-1的元素                break;                                                  //跳出 for        if (i == MAX_EVENTS)        {            printf("%s: max connect limit[%d]\n", __func__, MAX_EVENTS);            break;                                                      //跳出do while(0) 不执行后续代码        }        int flag = 0;        if ((flag = fcntl(cfd, F_SETFL, O_NONBLOCK)) < 0)               //将cfd也设置为非阻塞        {            printf("%s: fcntl nonblocking failed, %s\n", __func__, strerror(errno));            break;        }        /* 给cfd设置一个 myevent_s 结构体, 回调函数 设置为 recvdata */        eventset(&g_events[i], cfd, recvdata, &g_events[i]);        eventadd(g_efd, EPOLLIN, &g_events[i]);                         //将cfd添加到红黑树g_efd中,监听读事件    }    while(0);    printf("new connect [%s:%d][time:%ld], pos[%d]\n",           inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port), g_events[i].last_active, i);    return ;}void recvdata(int fd, int events, void *arg){    struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *)arg;    int len;    len = recv(fd, ev->buf, sizeof(ev->buf), 0);            //读文件描述符, 数据存入myevent_s成员buf中    eventdel(g_efd, ev);        //将该节点从红黑树上摘除    if (len > 0)    {        ev->len = len;        ev->buf[len] = '\0';                                //手动添加字符串结束标记        printf("C[%d]:%s\n", fd, ev->buf);        eventset(ev, fd, senddata, ev);                     //设置该 fd 对应的回调函数为 senddata        eventadd(g_efd, EPOLLOUT, ev);                      //将fd加入红黑树g_efd中,监听其写事件    }    else if (len == 0)    {        close(ev->fd);        /* ev-g_events 地址相减得到偏移元素位置 */        printf("[fd=%d] pos[%ld], closed\n", fd, ev-g_events);    }    else    {        close(ev->fd);        printf("recv[fd=%d] error[%d]:%s\n", fd, errno, strerror(errno));    }    return;}void senddata(int fd, int events, void *arg){    struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *)arg;    int len;    len = send(fd, ev->buf, ev->len, 0);                    //直接将数据 回写给客户端。未作处理    eventdel(g_efd, ev);                                //从红黑树g_efd中移除    if (len > 0)    {        printf("send[fd=%d], [%d]%s\n", fd, len, ev->buf);        eventset(ev, fd, recvdata, ev);                     //将该fd的 回调函数改为 recvdata        eventadd(g_efd, EPOLLIN, ev);                       //从新添加到红黑树上， 设为监听读事件    }    else    {        close(ev->fd);                                      //关闭链接        printf("send[fd=%d] error %s\n", fd, strerror(errno));    }    return ;}/*创建 socket, 初始化lfd */void initlistensocket(int efd, short port){    struct sockaddr_in sin;    int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);    fcntl(lfd, F_SETFL, O_NONBLOCK);                                            //将socket设为非阻塞    memset(&sin, 0, sizeof(sin));                                               //bzero(&sin, sizeof(sin))    sin.sin_family = AF_INET;    sin.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;    sin.sin_port = htons(port);    bind(lfd, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin));    listen(lfd, 20);    /* void eventset(struct myevent_s *ev, int fd, void (*call_back)(int, int, void *), void *arg);  */    eventset(&g_events[MAX_EVENTS], lfd, acceptconn, &g_events[MAX_EVENTS]);    /* void eventadd(int efd, int events, struct myevent_s *ev) */    eventadd(efd, EPOLLIN, &g_events[MAX_EVENTS]);    return ;}int main(int argc, char *argv[]){    unsigned short port = SERV_PORT;    if (argc == 2)        port = atoi(argv[1]);                           //使用用户指定端口.如未指定,用默认端口    g_efd = epoll_create(MAX_EVENTS+1);                 //创建红黑树,返回给全局 g_efd    if (g_efd <= 0)        printf("create efd in %s err %s\n", __func__, strerror(errno));    initlistensocket(g_efd, port);                      //初始化监听socket    struct epoll_event events[MAX_EVENTS+1];            //保存已经满足就绪事件的文件描述符数组    printf("server running:port[%d]\n", port);    int checkpos = 0, i;    while (1)    {        /* 超时验证，每次测试100个链接，不测试listenfd 当客户端60秒内没有和服务器通信，则关闭此客户端链接 */        long now = time(NULL);                          //当前时间        for (i = 0; i < 100; i++, checkpos++)         if (checkpos == MAX_EVENTS)                checkpos = 0;            if (g_events[checkpos].status != 1)         //不在红黑树 g_efd 上                continue;            long duration = now - g_events[checkpos].last_active;       //客户端不活跃的世间            if (duration >= 60)            {                close(g_events[checkpos].fd);                           //关闭与该客户端链接                printf("[fd=%d] timeout\n", g_events[checkpos].fd);                eventdel(g_efd, &g_events[checkpos]);                   //将该客户端 从红黑树 g_efd移除            }        }        /*监听红黑树g_efd, 将满足的事件的文件描述符加至events数组中, 1秒没有事件满足, 返回 0*/        int nfd = epoll_wait(g_efd, events, MAX_EVENTS+1, 1000);        if (nfd < 0)        {            printf("epoll_wait error, exit\n");            break;        }        for (i = 0; i < nfd; i++)        {            /*使用自定义结构体myevent_s类型指针, 接收 联合体data的void *ptr成员*/            struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *)events[i].data.ptr;            if ((events[i].events & EPOLLIN) && (ev->events & EPOLLIN))             //读就绪事件            {                ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);                //lfd  EPOLLIN            }            if ((events[i].events & EPOLLOUT) && (ev->events & EPOLLOUT))           //写就绪事件            {                ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);            }        }    }    /*退出前释放所有资源*/    return 0;
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