学习目标

  1. poll函数
  2. epoll 多路IO 模型
  3. 了解 epoll 反应堆模式设计
  4. 看懂 epoll 反应堆模型实现代码

epoll 的两种模式

这里写图片描述

  1. 水平触发：
    1. 高电平代表1
    2. 只要缓冲区有数据，就一直通知
  2. 边缘触发
    1. 电平有变化就 代表1
    2. 缓冲区只要有数据，就会通知1次，之后再有数据才会通知。

epoll 的区别

epoll还是poll的一种优化，返回后不需要对所有的fd进行遍历，在内核中维持了fd的列表。select和poll是将这个内核列表维持在用户态，然后传递到内核中。但是只有在2.6的内核才支持。

epoll更适合于处理大量的fd ，且活跃fd不是很多的情况，毕竟fd较多还是一个串行的操作 因为epoll内核中实现是根据每个fd上的callback函数来实现的，只有活跃的socket才会主动调用callback，所以在活跃socket较少的情况下，使用epoll没有前面两者的线性下降的性能问题，但是所有socket都很活跃的情况下，可能会有性能问题。

epoll 使用方法

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//EPOLL模型测试
#include "wrap.h"
#include <sys/epoll.h>
#include <ctype.h>

int main()
{
	int ret;
	int n;
	int i;
	int k;
	int nready;
	int lfd;
	int cfd;
	int sockfd;
	char buf[1024];
	socklen_t socklen;
	struct sockaddr_in svraddr;
	struct epoll_event ev;
	struct epoll_event events[1024];
	
	//创建socket
	lfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	
	//设置文件描述符为端口复用
	int opt = 1;
	setsockopt(lfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(int));

	//绑定bind
	svraddr.sin_family = AF_INET;
	svraddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
	svraddr.sin_port = htons(8888);
	Bind(lfd, (struct sockaddr *)&svraddr, sizeof(struct sockaddr_in));
	
	//监听listen
	Listen(lfd, 128);
	
	//创建一棵epoll树
	int epfd = epoll_create(1024);
	if(epfd<0)
	{
		perror("create epoll error");
		return -1;
	}
	
	//将lfd上epoll树
	ev.data.fd = lfd;
	ev.events = EPOLLIN;
	epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, lfd, &ev);
	
	while(1)
	{
		nready = epoll_wait(epfd, events, 1024, -1);
		if(nready<0)
		{
			perror("epoll_wait error");
			if(errno==EINTR)
			{
				continue;
			}
			break;			
		}
		
		for(i=0; i<nready; i++)
		{
			//有客户端连接请求
			sockfd = events[i].data.fd;
			if(sockfd==lfd)
			{
				cfd = Accept(lfd, NULL, NULL);
				//将新的cfd上epoll树
				ev.data.fd = cfd;
				ev.events = EPOLLIN;
				epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, cfd, &ev);
				continue;
			}
			
			//有客户端发送数据过来
			memset(buf, 0x00, sizeof(buf));
			//n = Read(sockfd, buf, sizeof(buf));
			n = recv(sockfd, buf, sizeof(buf), 0);
			if(n<=0)
			{
				printf("n==[%d], buf==[%s]\n", n, buf);
				close(sockfd);
				//将sockfd对应的事件就节点从epoll树上删除
				epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, sockfd, NULL);
				
			}
			else 
			{
				printf("n==[%d], buf==[%s]\n", n, buf);
				for(k=0; k<n; k++)
				{
					buf[k] = toupper(buf[k]);
				}
				//Write(sockfd, buf, n);
				send(sockfd, buf, n, 0);
			}
		}
	}
	
	close(epfd);
	close(lfd);
	return 0;
}

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#include "wrap.h"
#include <sys/epoll.h>
#include <ctype.h>
#include <fcntl.h>

int main()
{
	int ret;
	int n;
	int i;
	int k;
	int nready;
	int lfd;
	int cfd;
	int sockfd;
	char buf[1024];
	socklen_t socklen;
	struct sockaddr_in svraddr;
	struct epoll_event ev;
	struct epoll_event events[1024];

	//创建socket
	lfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

	//设置文件描述符为端口复用
	int opt = 1;
	setsockopt(lfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(int));

	//绑定bind
	svraddr.sin_family = AF_INET;
	svraddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
	svraddr.sin_port = htons(8888);
	Bind(lfd, (struct sockaddr *)&svraddr, sizeof(struct sockaddr_in));

	//监听listen
	Listen(lfd, 128);

	//创建一棵epoll树
	int epfd = epoll_create(1024);
	if(epfd<0)
	{
		perror("create epoll error");
		return -1;
	}

	//将lfd上epoll树
	ev.data.fd = lfd;
	ev.events = EPOLLIN;
	epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, lfd, &ev);

	while(1)
	{
        //监听事件到来
		nready = epoll_wait(epfd, events, 1024, -1);
		if(nready<0)
		{
			perror("epoll_wait error");
			if(errno==EINTR)
			{
				continue;
			}
			break;			
		}

		for(i=0; i<nready; i++)
		{
			//有客户端连接请求
			sockfd = events[i].data.fd;
            // 如果是连接事件
			if(sockfd==lfd)
			{
				cfd = Accept(lfd, NULL, NULL);
				//将新的cfd上epoll树
				ev.data.fd = cfd;
				//ev.events = EPOLLIN; //模式是水平触发模式
				ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;//ET模式 设置边缘触发模式
				epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, cfd, &ev);

				//将cfd设置为非阻塞
				int flag = fcntl(cfd, F_GETFL);
				flag |= O_NONBLOCK;
				fcntl(cfd, F_SETFL, flag);

				continue;
			}
	
			//有客户端发送数据过来
			memset(buf, 0x00, sizeof(buf));
			while(1)
			{
				n = Read(sockfd, buf, 2);
				printf("n==[%d]\n", n);
				//读完数据的情况
				if(n==-1)
				{
					printf("read over, n==[%d]\n", n);
					break;
				}
				//对方关闭连接或者读异常
				if(n==0 || (n<0&&n!=-1))
				{
					printf("n==[%d], buf==[%s]\n", n, buf);
					close(sockfd);
					//将sockfd对应的事件就节点从epoll树上删除
					epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, sockfd, NULL);
					break;

				}
				else //正常读到数据的情况
				{
					printf("n==[%d], buf==[%s]\n", n, buf);
					for(k=0; k<n; k++)
					{
						buf[k] = toupper(buf[k]);
					}
					Write(sockfd, buf, n);
				}
			}
		}
	}

	close(epfd);
	close(lfd);
	return 0;
}

epoll反应堆 反应堆: 一个小事件触发一系列反应. epoll反应堆的思想: c++的封装思想(把数据和操作封装到一起) –将描述符,事件,对应的处理方法封装在一起 –当描述符对应的事件发生了, 自动调用处理方法(其实原理就是回调函数)

epoll反应堆的核心思想是: 在调用epoll_ctl函数的时候, 将events上树的时候,利用epoll_data_t的ptr成员, 将一个文件描述符,事件和回调函数封装成一个结构体, 然后让ptr指向这个结构体, 然后调用epoll_wait函数返回的时候, 可以得到具体的events, 然后获得events结构体中的events.data.ptr指针, ptr指针指向的结构体中有回调函数, 最终可以调用这个回调函数.

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