Epoll 模型实现

来源：互联网发布：网络大额度贷款编辑：程序博客网时间：2024/06/05 16:15

while (TRUE)
{
//等待EPOLL事件的发生，相当于监听，至于相关的端口，需要在初始化EPOLL的时候绑定。
int nfds = epoll_wait (m_epoll_fd, m_events, MAX_EVENTS, EPOLL_TIME_OUT);
if (nfds <= 0)
continue;
m_bOnTimeChecking = FALSE;
G_CurTime = time(NULL);
for (int i=0; i<nfds; i++)
{
try
{
//如果新监测到一个HTTP用户连接到绑定的HTTP端口，建立新的连接。由于我们新采用了SOCKET连接，所以基本没用
if (m_events[i].data.fd == m_listen_http_fd)。
{
OnAcceptHttpEpoll ();
}
else if (m_events[i].data.fd == m_listen_sock_fd)//如果新监测到一个SOCKET用户连接到了绑定的SOCKET端口，建立新的连接。
{
OnAcceptSockEpoll ();
}
else if (m_events[i].events & EPOLLIN)//如果是已经连接的用户，并且收到数据，那么进行读入。
{
OnReadEpoll (i);
}
OnWriteEpoll (i);//查看当前的活动连接是否有需要写出的数据。
}
catch (int)
{
PRINTF ("CATCH捕获错误\n");
continue;
}
}
m_bOnTimeChecking = TRUE;
OnTimer ();//进行一些定时的操作，主要就是删除一些断线用户等。
}
其实EPOLL的精华，按照我目前的理解，也就是上述的几段短短的代码，看来时代真的不同了，以前如何接受大量用户连接的问题，现在却被如此轻松的搞定，真是让人不得不感叹。

今天搞了一天的epoll，想做一个高并发的代理程序。刚开始真是郁闷,一直搞不通，网上也有几篇介绍epoll的文章。但都不深入，没有将一些注意的地方讲明。以至于走了很多弯路，现将自己的一些理解共享给大家,以少走弯路。

epoll用到的所有函数都是在头文件sys/epoll.h中声明，有什么地方不明白或函数忘记了可以去看一下。
epoll和select相比，最大不同在于:

1epoll返回时已经明确的知道哪个sokcet fd发生了事件，不用再一个个比对。这样就提高了效率。
2select的FD_SETSIZE是有限止的，而epoll是没有限止的只与系统资源有关。

1、epoll_create函数
函数声明：int epoll_create(int size)
该函数生成一个epoll专用的文件描述符。它其实是在内核申请一空间，用来存放你想关注的socket fd上是否发生以及发生了什么事件。size就是你在这个epoll fd上能关注的最大socket fd数。随你定好了。只要你有空间。可参见上面与select之不同2.

22、epoll_ctl函数
函数声明：int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)
该函数用于控制某个epoll文件描述符上的事件，可以注册事件，修改事件，删除事件。
参数：
epfd：由 epoll_create 生成的epoll专用的文件描述符；
op：要进行的操作例如注册事件，可能的取值EPOLL_CTL_ADD 注册、EPOLL_CTL_MOD 修改、EPOLL_CTL_DEL 删除

fd：关联的文件描述符；
event：指向epoll_event的指针；
如果调用成功返回0,不成功返回-1

用到的数据结构
[cpp] view plaincopy
1. typedef union epoll_data {
2. void *ptr;
3. int fd;
4. __uint32_t u32;
5. __uint64_t u64;
6. } epoll_data_t;
8. struct epoll_event {
9. __uint32_t events; /* Epoll events */
10. epoll_data_t data; /* User data variable */
11. };
如：
[cpp] view plaincopy
1. struct epoll_event ev;
//设置与要处理的事件相关的文件描述符
[cpp] view plaincopy
1. ev.data.fd=listenfd;
//设置要处理的事件类型
[cpp] view plaincopy
1. ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
//注册epoll事件
[cpp] view plaincopy
1. epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev);
常用的事件类型:
EPOLLIN ：表示对应的文件描述符可以读；
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
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：表示对应的文件描述符有事件发生；

3、epoll_wait函数
函数声明:int epoll_wait(int epfd,struct epoll_event * events,int maxevents,int timeout)
该函数用于轮询I/O事件的发生；
参数：
epfd:由epoll_create 生成的epoll专用的文件描述符；
epoll_event:用于回传代处理事件的数组；
maxevents:每次能处理的事件数；
timeout:等待I/O事件发生的超时值(单位我也不太清楚)；-1相当于阻塞，0相当于非阻塞。一般用-1即可
返回发生事件数。

用法如下：
[cpp] view plaincopy
1. /*build the epoll enent for recall */
2. struct epoll_event ev_read[20];
3. int nfds = 0; //return the events count
4. nfds=epoll_wait(epoll_fd,ev_read,20, -1);
5. for(i=0; i
6. {
7. if(ev_read[i].data.fd == sock)// the listener port hava data
8. ......
epoll_wait运行的原理是
等侍注册在epfd上的socket fd的事件的发生，如果发生则将发生的sokct fd和事件类型放入到events数组中。
并且将注册在epfd上的socket fd的事件类型给清空，所以如果下一个循环你还要关注这个socket fd的话，则需要用epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,listenfd,&ev)来重新设置socket fd的事件类型。这时不用EPOLL_CTL_ADD,因为socket fd并未清空，只是事件类型清空。这一步非常重要。
俺最开始就是没有加这个，白搞了一个上午。

4单个epoll并不能解决所有问题，特别是你的每个操作都比较费时的时候，因为epoll是串行处理的。
所以你还是有必要建立线程池来发挥更大的效能。

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
man中给出了epoll的用法，example程序如下：
[cpp] view plaincopy
1. for(;;) {
2. nfds = epoll_wait(kdpfd, events, maxevents, -1);
4. for(n = 0; n < nfds; ++n) {
5. if(events[n].data.fd == listener) {
6. client = accept(listener, (struct sockaddr *) &local,
7. &addrlen);
8. if(client < 0){
9. perror("accept");
10. continue;
11. }
12. setnonblocking(client);
13. ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;
14. ev.data.fd = client;
15. if (epoll_ctl(kdpfd, EPOLL_CTL_ADD, client, &ev) < 0) {
16. fprintf(stderr, "epoll set insertion error: fd=%d\n",
17. client);
18. return -1;
19. }
20. }
21. else
22. do_use_fd(events[n].data.fd);
23. }
24. }
此时使用的是ET模式，即，边沿触发，类似于电平触发，epoll中的边沿触发的意思是只对新到的数据进行通知，而内核缓冲区中如果是旧数据则不进行通知，所以在do_use_fd函数中应该使用如下循环，才能将内核缓冲区中的数据读完。
[cpp] view plaincopy
1. while (1) {
2. len = recv(*******);
3. if (len == -1) {
4. if(errno == EAGAIN)
5. break;
6. perror("recv");
7. break;
8. }
9. do something with the recved data........
10. }
在上面例子中没有说明对于listen socket fd该如何处理，有的时候会使用两个线程，一个用来监听accept另一个用来监听epoll_wait，如果是这样使用的话，则listen socket fd使用默认的阻塞方式就行了，而如果epoll_wait和accept处于一个线程中，即，全部由epoll_wait进行监听，则，需将listen socket fd也设置成非阻塞的，这样，对accept也应该使用while包起来（类似于上面的recv），因为，epoll_wait返回时只是说有连接到来了，并没有说有几个连接，而且在ET模式下epoll_wait不会再因为上一次的连接还没读完而返回，这种情况确实存在，我因为这个问题而耗费了一天多的时间，这里需要说明的是，每调用一次accept将从内核中的已连接队列中的队头读取一个连接，因为在并发访问的环境下，有可能有多个连接“同时”到达，而epoll_wait只返回了一次。

唯一有点麻烦是epoll有2种工作方式:LT和ET。

LT(level triggered)是缺省的工作方式，并且同时支持block和no-block socket.在这种做法中，内核告诉你一个文件描述符是否就绪了，然后你可以对这个就绪的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，这种模式编程出错误可能性要小一点。传统的select/poll都是这种模型的代表．

ET (edge-triggered)是高速工作方式，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，并且不会再为那个文件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，接收或者接收请求，或者发送接收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fd作IO操作(从而导致它再次变成未就绪)，内核不会发送更多的通知(only once),不过在TCP协议中，ET模式的加速效用仍需要更多的benchmark确认。

0 0