epoll使用详解（精髓）
epoll使用详解（精髓）
1.背景
在linux的网络编程中，很长的时间都在使用select来做事件触发。在linux新的内核中，有了一种替换它的机制，就是epoll。相比于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
表示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。
2. struct epoll_event
结构体epoll_event被用于注册所感兴趣的事件和回传所发生待处理的事件，定义如下：
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 */
};
其中events表示感兴趣的事件和被触发的事件，可能的取值为：
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： ET的epoll工作模式；
3. 所涉及到的函数
3.1 epoll_create函数
函数声明：int epoll_create(int size)
功能：该函数生成一个epoll专用的文件描述符，其中的参数是指定生成描述符的最大范围；
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。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，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。
3.2 epoll_ctl函数
函数声明：int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)
功能：用于控制某个文件描述符上的事件，可以注册事件，修改事件，删除事件。
@epfd：由epoll_create生成的epoll专用的文件描述符；
@op：要进行的操作，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；
成功：0；失败：-1
3.3 epoll_wait函数
函数声明:int epoll_wait(int epfd,struct epoll_event * events,int maxevents,int timeout)
功能：该函数用于轮询I/O事件的发生；
@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；
成功：返回发生的事件数；失败：-1
应用举例：
#define SERV_PORT 4466 //服务端口号
const char *LOCAL_ADDR = "127.0.0.1";//绑定服务地址
bool setnonblocking(int sock)//设置socket为非阻塞方式
{
int opts;
opts=fcntl(sock,);
if(opts<0)
{
perror("fcntl(sock,GETFL)");
return false;
}
opts = opts|;
if(fcntl(sock,,opts)<0)
{
perror("fcntl(sock,SETFL,opts)");
return false;
}
return true;
}
int main()
{
int i, maxi, listenfd, new_fd, sockfd,epfd,nfds;
ssize_t n;
char line[MAXLINE];
socklen_t clilen;
struct epoll_event ev,events[20];//ev用于注册事件,数组用于回传要处理的事件
struct sockaddr_in clientaddr, serveraddr;
listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//生成socket文件描述符
setnonblocking(listenfd);//把socket设置为非阻塞方式
epfd=epoll_create(256);//生成用于处理accept的epoll专用的文件描述符
ev.data.fd=listenfd;//设置与要处理的事件相关的文件描述符
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;//设置要处理的事件类型
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev);//注册epoll事件
//设置服务器端地址信息
bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr));
serveraddr.sin_family = AF_INET;
char *local_addr= LOCAL_ADDR;
inet_aton(local_addr,&(serveraddr.sin_addr));
serveraddr.sin_port=htons(SERV_PORT);
bind(listenfd,(sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr));//绑定socket连接
listen(listenfd, LISTENQ);//监听
maxi = 0;
for ( ; ; )
{
/* epoll_wait：等待epoll事件的发生，并将发生的sokct fd和事件类型放入到events数组中；
* nfds：为发生的事件的个数。
* 注：
*/
nfds=epoll_wait(epfd,events,20,500);
//处理所发生的所有事件
for(i=0;i<nfds;++i)
{
if(events[i].data.fd==listenfd)//事件发生在listenfd上
{
/* 获取发生事件端口信息，存于clientaddr中；
*new_fd：返回的新的socket描述符，用它来对该事件进行recv/send操作*/
new_fd = accept(listenfd,(struct sockaddr *)&clientaddr, &clilen);
if(connfd<0)
{
perror("connfd<0");
exit(1);
}
setnonblocking(connfd);
char *str = inet_ntoa(clientaddr.sin_addr);
ev.data.fd=connfd;//设置用于读操作的文件描述符
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;//设置用于注测的读操作事件
epoll_ctl(epfd,,,&ev);//注册ev
}
else if(events[i].events&EPOLLIN)
{
if ( (sockfd = events[i].data.fd) < 0)
continue;
if ( (n = read(sockfd, line, MAXLINE)) < 0)
{
if (errno == ECONNRESET)
{
close(sockfd);
events[i].data.fd = -1;
}
else
std::cout<<"readline error"<<std::endl;
}
else if (n == 0)
{
close(sockfd);
events[i].data.fd = -1;
}
ev.data.fd=sockfd;//设置用于写操作的文件描述符
ev.events=EPOLLOUT|EPOLLET;//设置用于注册的写操作事件
epoll_ctl(epfd,,sockfd,&ev);//修改sockfd上要处理的事件为EPOLLOUT
}
else if(events[i].events&EPOLLOUT)
{
sockfd = events[i].data.fd;
write(sockfd, line, n);
ev.data.fd=sockfd;//设置用于读操作的文件描述符
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;//设置用于注册的读操作事件
epoll_ctl(epfd,,sockfd,&ev);//修改sockfd上要处理的事件为EPOLIN
}
}
}
}
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