Linux中epoll用法总结（转）

epoll是Linux内核为处理大批量句柄而作了改进的poll，是Linux下多路复用IO接口select/poll的增强版本，它能显著减少程序在大量并发连接中只有少量活跃的情况下的系统CPU利用率。

一、epoll的优点

支持一个进程打开大数目的socket描述符。

IO效率不随FD数目增加而线性下降。

内核微调。

二、epoll的使用

epoll有2种工作方式：LT和ET。 　　

LT（level triggered，水平触发）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，边缘触发）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）。

epoll相关的系统调用有3个：epoll_create, epoll_ctl和epoll_wait。在头文件<sys/epoll.h>

1. int epoll_create(int size);

参数size：用来告诉内核要监听的数目一共有多少个。

返回值：成功时，返回一个非负整数的文件描述符，作为创建好的epoll句柄。调用失败时，返回-1，错误信息可以通过errno获得。
    说明：创建一个epoll句柄，size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大。这个参数不同于select()中的第一个参数，给出最大监听的fd+1的值。需要注意的是，当创建好epoll句柄后，它就是会占用一个fd值，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。

2. int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
    参数epfd：epoll_create()函数返回的epoll句柄。

参数op：操作选项。

参数fd：要进行操作的目标文件描述符。

参数event：struct epoll_event结构指针，将fd和要进行的操作关联起来。

返回值：成功时，返回0，作为创建好的epoll句柄。调用失败时，返回-1，错误信息可以通过errno获得。

说明：epoll的事件注册函数，它不同与select()是在监听事件时告诉内核要监听什么类型的事件，而是在这里先注册要监听的事件类型。

参数op的可选值有以下3个：
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；
struct epoll_event结构如下：

 

  1. typedef union epoll_data {  
  2.    void *ptr;  
  3.    int fd;  
  4.    __uint32_t u32;  
  5.    __uint64_t u64;  
  6. } epoll_data_t;  
  7.   
  8. struct epoll_event {  
  9.    __uint32_t events; /* Epoll events */  
  10.    epoll_data_t data; /* User data variable */  
  11. };  

 

 

   events可以是以下几个宏的集合：
EPOLLIN ：表示对应的文件描述符可以读（包括对端SOCKET正常关闭）；
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（这里应该表示有带外数据到来）；
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： 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
3. int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);
    参数epfd：epoll_create()函数返回的epoll句柄。

参数events：struct epoll_event结构指针，用来从内核得到事件的集合。

参数 maxevents：告诉内核这个events有多大

参数 timeout: 等待时的超时时间，以毫秒为单位。

返回值：成功时，返回需要处理的事件数目。调用失败时，返回0，表示等待超时。

说明：等待事件的产生。

三、示例

 

  1. /* 
  2. 使用 epoll 写的回射服务器 
  3. 将从client中接收到的数据再返回给client 
  4.  
  5. */  
  6. #include <iostream>  
  7. #include <sys/socket.h>  
  8. #include <sys/epoll.h>  
  9. #include <netinet/in.h>  
  10. #include <arpa/inet.h>  
  11. #include <fcntl.h>  
  12. #include <unistd.h>  
  13. #include <stdio.h>  
  14. #include <errno.h>  
  15.   
  16. using namespace std;  
  17.   
  18. #define MAXLINE 100  
  19. #define OPEN_MAX 100  
  20. #define LISTENQ 20  
  21. #define SERV_PORT 5000  
  22. #define INFTIM 1000  
  23.   
  24. void setnonblocking(int sock)  
  25. {  
  26.     int opts;  
  27.      opts=fcntl(sock,F_GETFL);  
  28.     if(opts<0)  
  29.     {  
  30.         perror("fcntl(sock,GETFL)");  
  31.         exit(1);  
  32.     }  
  33.      opts = opts|O_NONBLOCK;  
  34.     if(fcntl(sock,F_SETFL,opts)<0)  
  35.     {  
  36.         perror("fcntl(sock,SETFL,opts)");  
  37.         exit(1);  
  38.     }  
  39. }  
  40.   
  41. int main(int argc, char* argv[])  
  42. {  
  43.     int i, maxi, listenfd, connfd, sockfd,epfd,nfds, portnumber;  
  44.     ssize_t n;  
  45.     char line[MAXLINE];  
  46.     socklen_t clilen;  
  47.     string szTemp("");  
  48.   
  49.     if ( 2 == argc )  
  50.     {  
  51.         if( (portnumber = atoi(argv[1])) < 0 )  
  52.         {  
  53.             fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber\a\n",argv[0]);  
  54.             return 1;  
  55.         }  
  56.     }  
  57.     else  
  58.     {  
  59.         fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber\a\n",argv[0]);  
  60.         return 1;  
  61.     }  
  62.   
  63.   
  64.   
  65.     //声明epoll_event结构体的变量,ev用于注册事件,数组用于回传要处理的事件  
  66.     struct epoll_event ev, events[20];  
  67.       
  68.     //创建一个epoll的句柄，size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大  
  69.     epfd = epoll_create(256); //生成用于处理accept的epoll专用的文件描述符  
  70.       
  71.     struct sockaddr_in clientaddr;  
  72.     struct sockaddr_in serveraddr;  
  73.     listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  
  74.       
  75.     //把socket设置为非阻塞方式  
  76.     //setnonblocking(listenfd);  
  77.   
  78.     //设置与要处理的事件相关的文件描述符  
  79.     ev.data.fd=listenfd;  
  80.       
  81.     //设置要处理的事件类型  
  82.     ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;  
  83.   
  84.     //注册epoll事件  
  85.     epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev);  
  86.       
  87.     bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr)); /*配置Server socket的相关信息 */  
  88.     serveraddr.sin_family = AF_INET;  
  89.     char *local_addr="127.0.0.1";  
  90.     inet_aton(local_addr,&(serveraddr.sin_addr));//htons(portnumber);  
  91.     serveraddr.sin_port=htons(portnumber);  
  92.     bind(listenfd,(sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr));  
  93.       
  94.     listen(listenfd, LISTENQ);  
  95.       
  96.     maxi = 0;  
  97.       
  98.     for ( ; ; ) {  
  99.           
  100.         //等待epoll事件的发生  
  101.         //返回需要处理的事件数目nfds，如返回0表示已超时。  
  102.         nfds=epoll_wait(epfd,events,20,500);  
  103.           
  104.         //处理所发生的所有事件  
  105.         for(i=0; i < nfds; ++i)  
  106.         {  
  107.             //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。  
  108.             if(events[i].data.fd == listenfd)  
  109.             {  
  110.                 connfd = accept(listenfd,(sockaddr *)&clientaddr, &clilen);  
  111.                 if(connfd < 0)  
  112.                 {  
  113.                     perror("connfd < 0");  
  114.                     exit(1);  
  115.                 }  
  116.                 //setnonblocking(connfd);  
  117.                 char *str = inet_ntoa(clientaddr.sin_addr);  
  118.                 cout << "accapt a connection from " << str << endl;  
  119.                   
  120.                 //设置用于读操作的文件描述符  
  121.                   ev.data.fd=connfd;  
  122.                   
  123.                 //设置用于注册的读操作事件  
  124.                   ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;  
  125.   
  126.                 //注册ev  
  127.                 epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,connfd,&ev); /* 添加 */  
  128.             }  
  129.             //如果是已经连接的用户，并且收到数据，那么进行读入。  
  130.             else if(events[i].events&EPOLLIN)  
  131.             {  
  132.                 cout << "EPOLLIN" << endl;  
  133.                 if ( (sockfd = events[i].data.fd) < 0)  
  134.                     continue;  
  135.                 if ( (n = recv(sockfd, line, sizeof(line), 0)) < 0)   
  136.                 {    
  137.                     // Connection Reset:你连接的那一端已经断开了，而你却还试着在对方已断开的socketfd上读写数据！  
  138.                     if (errno == ECONNRESET)  
  139.                     {  
  140.                         close(sockfd);  
  141.                         events[i].data.fd = -1;  
  142.                     }   
  143.                     else  
  144.                         std::cout<<"readline error"<<std::endl;  
  145.                 }   
  146.                 else if (n == 0) //读入的数据为空  
  147.                 {  
  148.                     close(sockfd);  
  149.                     events[i].data.fd = -1;  
  150.                 }  
  151.                   
  152.                 szTemp = "";  
  153.                 szTemp += line;  
  154.                 szTemp = szTemp.substr(0,szTemp.find('\r')); /* remove the enter key */  
  155.                 memset(line,0,100); /* clear the buffer */  
  156.                 //line[n] = '\0';  
  157.                 cout << "Readin: " << szTemp << endl;  
  158.                   
  159.                 //设置用于写操作的文件描述符  
  160.                 ev.data.fd=sockfd;  
  161.                   
  162.                 //设置用于注册的写操作事件  
  163.                 ev.events=EPOLLOUT|EPOLLET;  
  164.                   
  165.                 //修改sockfd上要处理的事件为EPOLLOUT  
  166.                 epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev); /* 修改 */  
  167.   
  168.             }  
  169.             else if(events[i].events&EPOLLOUT) // 如果有数据发送  
  170.   
  171.             {  
  172.                 sockfd = events[i].data.fd;  
  173.                 szTemp = "Server:" + szTemp + "\n";  
  174.                 send(sockfd, szTemp.c_str(), szTemp.size(), 0);  
  175.                   
  176.                   
  177.                 //设置用于读操作的文件描述符  
  178.                 ev.data.fd=sockfd;  
  179.                  
  180.                 //设置用于注册的读操作事件  
  181.                 ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;  
  182.                   
  183.                 //修改sockfd上要处理的事件为EPOLIN  
  184.                 epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev); /* 修改 */  
  185.             }  
  186.         } //(over)处理所发生的所有事件  
  187.     } //(over)等待epoll事件的发生  
  188.       
  189.     close(epfd);  
  190.     return 0;  
  191. } 

 

 

posted @ 2013-10-29 17:01  chunlinge  阅读(3699)  评论(0)  编辑  收藏  举报