Epoll在LT和ET模式下的读写方式

来源：互联网发布：在线视频网站cms 编辑：程序博客网时间：2024/05/16 15:46

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在一个非阻塞的socket上调用read/write函数, 返回EAGAIN或者EWOULDBLOCK(注: EAGAIN就是EWOULDBLOCK)
从字面上看, 意思是:EAGAIN: 再试一次，EWOULDBLOCK: 如果这是一个阻塞socket, 操作将被block，perror输出: Resource temporarily unavailable

总结:
这个错误表示资源暂时不够，能read时，读缓冲区没有数据，或者write时，写缓冲区满了。遇到这种情况，如果是阻塞socket，read/write就要阻塞掉。而如果是非阻塞socket，read/write立即返回-1，同时errno设置为EAGAIN。
所以，对于阻塞socket，read/write返回-1代表网络出错了。但对于非阻塞socket，read/write返回-1不一定网络真的出错了。可能是Resource temporarily unavailable。这时你应该再试，直到Resource available。

综上，对于non-blocking的socket，正确的读写操作为:
读：忽略掉errno = EAGAIN的错误，下次继续读
写：忽略掉errno = EAGAIN的错误，下次继续写

对于select和epoll的LT模式，这种读写方式是没有问题的。但对于epoll的ET模式，这种方式还有漏洞。

epoll的两种模式LT和ET
二者的差异在于level-trigger模式下只要某个socket处于readable/writable状态，无论什么时候进行epoll_wait都会返回该socket；而edge-trigger模式下只有某个socket从unreadable变为readable或从unwritable变为writable时，epoll_wait才会返回该socket。

所以，在epoll的ET模式下，正确的读写方式为:
读：只要可读，就一直读，直到返回0，或者 errno = EAGAIN
写:只要可写，就一直写，直到数据发送完，或者 errno = EAGAIN

正确的读

n = 0;  while ((nread = read(fd, buf + n, BUFSIZ-1)) > 0) {      n += nread;  }  if (nread == -1 && errno != EAGAIN) {      perror("read error");  }

正确的写

int nwrite, data_size = strlen(buf);  n = data_size;  while (n > 0) {      nwrite = write(fd, buf + data_size - n, n);      if (nwrite < n) {          if (nwrite == -1 && errno != EAGAIN) {              perror("write error");          }          break;      }      n -= nwrite;  }

正确的accept，accept 要考虑 2 个问题
(1) 阻塞模式 accept 存在的问题
考虑这种情况：TCP连接被客户端夭折，即在服务器调用accept之前，客户端主动发送RST终止连接，导致刚刚建立的连接从就绪队列中移出，如果套接口被设置成阻塞模式，服务器就会一直阻塞在accept调用上，直到其他某个客户建立一个新的连接为止。但是在此期间，服务器单纯地阻塞在accept调用上，就绪队列中的其他描述符都得不到处理。

解决办法是把监听套接口设置为非阻塞，当客户在服务器调用accept之前中止某个连接时，accept调用可以立即返回-1，这时源自Berkeley的实现会在内核中处理该事件，并不会将该事件通知给epool，而其他实现把errno设置为ECONNABORTED或者EPROTO错误，我们应该忽略这两个错误。

(2)ET模式下accept存在的问题
考虑这种情况：多个连接同时到达，服务器的TCP就绪队列瞬间积累多个就绪连接，由于是边缘触发模式，epoll只会通知一次，accept只处理一个连接，导致TCP就绪队列中剩下的连接都得不到处理。

解决办法是用while循环抱住accept调用，处理完TCP就绪队列中的所有连接后再退出循环。如何知道是否处理完就绪队列中的所有连接呢？accept返回-1并且errno设置为EAGAIN就表示所有连接都处理完。

综合以上两种情况，服务器应该使用非阻塞地accept，accept在ET模式下的正确使用方式为：

while ((conn_sock = accept(listenfd,(struct sockaddr *) &remote, (size_t *)&addrlen)) > 0) {      handle_client(conn_sock);  }  if (conn_sock == -1) {      if (errno != EAGAIN && errno != ECONNABORTED && errno != EPROTO && errno != EINTR)      perror("accept");  }

一道腾讯后台开发的面试题
使用Linuxepoll模型，水平触发模式；当socket可写时，会不停的触发socket可写的事件，如何处理？

第一种最普遍的方式：
需要向socket写数据的时候才把socket加入epoll，等待可写事件。
接受到可写事件后，调用write或者send发送数据。
当所有数据都写完后，把socket移出epoll。

这种方式的缺点是，即使发送很少的数据，也要把socket加入epoll，写完后在移出epoll，有一定操作代价。

一种改进的方式：
开始不把socket加入epoll，需要向socket写数据的时候，直接调用write或者send发送数据。如果返回EAGAIN，把socket加入epoll，在epoll的驱动下写数据，全部数据发送完毕后，再移出epoll。

这种方式的优点是：数据不多的时候可以避免epoll的事件处理，提高效率。

最后贴一个使用epoll,ET模式的简单HTTP服务器代码:

#include <sys/socket.h>  #include <sys/wait.h>  #include <netinet/in.h>  #include <netinet/tcp.h>  #include <sys/epoll.h>  #include <sys/sendfile.h>  #include <sys/stat.h>  #include <unistd.h>  #include <stdio.h>  #include <stdlib.h>  #include <string.h>  #include <strings.h>  #include <fcntl.h>  #include <errno.h>     #define MAX_EVENTS 10  #define PORT 8080    //设置socket连接为非阻塞模式  void setnonblocking(int sockfd) {      int opts;        opts = fcntl(sockfd, F_GETFL);      if(opts < 0) {          perror("fcntl(F_GETFL)\n");          exit(1);      }      opts = (opts | O_NONBLOCK);      if(fcntl(sockfd, F_SETFL, opts) < 0) {          perror("fcntl(F_SETFL)\n");          exit(1);      }  }    int main(){      struct epoll_event ev, events[MAX_EVENTS];      int addrlen, listenfd, conn_sock, nfds, epfd, fd, i, nread, n;      struct sockaddr_in local, remote;      char buf[BUFSIZ];        //创建listen socket      if( (listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {          perror("sockfd\n");          exit(1);      }      setnonblocking(listenfd);      bzero(&local, sizeof(local));      local.sin_family = AF_INET;      local.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);;      local.sin_port = htons(PORT);      if( bind(listenfd, (struct sockaddr *) &local, sizeof(local)) < 0) {          perror("bind\n");          exit(1);      }      listen(listenfd, 20);        epfd = epoll_create(MAX_EVENTS);      if (epfd == -1) {          perror("epoll_create");          exit(EXIT_FAILURE);      }        ev.events = EPOLLIN;      ev.data.fd = listenfd;      if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, listenfd, &ev) == -1) {          perror("epoll_ctl: listen_sock");          exit(EXIT_FAILURE);      }        for (;;) {          nfds = epoll_wait(epfd, events, MAX_EVENTS, -1);          if (nfds == -1) {              perror("epoll_pwait");              exit(EXIT_FAILURE);          }            for (i = 0; i < nfds; ++i) {              fd = events[i].data.fd;              if (fd == listenfd) {                  while ((conn_sock = accept(listenfd,(struct sockaddr *) &remote,                                   (size_t *)&addrlen)) > 0) {                      setnonblocking(conn_sock);                      ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;                      ev.data.fd = conn_sock;                      if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, conn_sock,                                  &ev) == -1) {                          perror("epoll_ctl: add");                          exit(EXIT_FAILURE);                      }                  }                  if (conn_sock == -1) {                      if (errno != EAGAIN && errno != ECONNABORTED                               && errno != EPROTO && errno != EINTR)                           perror("accept");                  }                  continue;              }                if (events[i].events & EPOLLIN) {                  n = 0;                  while ((nread = read(fd, buf + n, BUFSIZ-1)) > 0) {                      n += nread;                  }                  if (nread == -1 && errno != EAGAIN) {                      perror("read error");                  }                  ev.data.fd = fd;                  ev.events = events[i].events | EPOLLOUT;                  if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, fd, &ev) == -1) {                      perror("epoll_ctl: mod");                  }              }              if (events[i].events & EPOLLOUT) {                  sprintf(buf, "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Length: %d\r\n\r\nHello World", 11);                  int nwrite, data_size = strlen(buf);                  n = data_size;                  while (n > 0) {                      nwrite = write(fd, buf + data_size - n, n);                      if (nwrite < n) {                          if (nwrite == -1 && errno != EAGAIN) {                              perror("write error");                          }                          break;                      }                      n -= nwrite;                  }                  close(fd);              }          }      }        return 0;  }

Tags: epoll

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