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TCP/IP网络编程 基于Linux编程_这个优于select的epoll

来源:程序员人生   发布时间:2016-04-06 08:43:27 阅读次数:1022次

前言:关于并发服务器中的I/O复用实现方式,前面我们讲过select的方式,但select的性能比较低,其实不合适以Web服务器端开发为主流的现代开发环境。因此就有了Linux下的epoll,BSD的kqueue,Solaris的/dev/poll和Windows的IOCP等复用技术。本章就来说讲Linux下的epoll技术。

epoll理解及利用

  • 基于select的I/O复用技术速度慢的缘由:
    1,调用select函数后常见的针对所有文件描写符的循环语句。它每次事件产生需要遍历所有文件描写符,找动身生变化的文件描写符。(之前写的示例没加循环)

    2,每次调用select函数时都需要向该函数传递监视对象信息。即每次调用select函数时向操作系统传递监视对象信息,至于为何要传?是由于我们监视的套接字变化的函数,而套接字是操作系统管理的。(这个才是最耗效力的)

    注释:基于这样的缘由其实不是说select就没用了,在这样的情况下就合适选用select:1,服务端接入者少 2,程序应具有兼容性。

  • epoll是怎样优化select问题的:
    1,每次产生事件它不需要循环遍历所有文件描写符,它把产生变化的文件描写符单独集中到了1起。

    2,仅向操作系统传递1次监视对象信息,监视范围或内容产生变化时只通知产生变化的事项。

  • 实现epoll时必要的函数和结构体

    函数:
    epoll_create:创建保存epoll文件描写符的空间,该函数也会返回文件描写符,所以终止时,也要调用close函数。(创建内存空间)

    epoll_ctl:向空间注册,添加或修改文件描写符。(注册监听事件)

    epoll_wait:与select函数类似,等待文件描写符产生变化。(监听事件回调)

    结构体:
    struct epoll_event
    {
    __uint32_t events;
    epoll_data_t data;
    }

    typedef union epoll_data
    {
    void *ptr;
    int fd;
    __uinit32_t u32;
    __uint64_t u64;
    } epoll_data_t;

    基于epoll的回声服务器

// // main.cpp // hello_server // // Created by app05 on 15⑴0⑴9. // Copyright (c) 2015年 app05. All rights reserved. // #include #include #include #include #include #include #include #define BUF_SIZE 100 #define EPOLL_SIZE 50 void error_handling(char *buf); int main(int argc, const char * argv[]) { int serv_sock, clnt_sock; struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr; socklen_t adr_sz; int str_len, i; char buf[BUF_SIZE]; //类似select的fd_set变量查看监视对象的状态变化,epoll_event结构体将产生变化的文件描写符单独集中到1起 struct epoll_event *ep_events; struct epoll_event event; int epfd, event_cnt; if(argc != 2) { printf("Usage: %s", argv[0]); exit(1); } serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(serv_sock == -1) error_handling("socket() error"); memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr)); serv_adr.sin_family = AF_INET; serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[1])); if(bind(serv_sock, (struct sockaddr *) &serv_adr, sizeof(serv_adr)) == -1) error_handling("bind() error"); if(listen(serv_sock, 5) == -1) error_handling("listen() error"); //创建文件描写符的保存空间称为“epoll例程” epfd = epoll_create(EPOLL_SIZE); ep_events = malloc(sizeof(struct epoll_event) *EPOLL_SIZE); //添加读取事件的监视(注册事件) event.events = EPOLLIN; //读取数据事件 event.data.fd = serv_sock; epoll_ctl(epdf, EPOLL_CTL_ADD, serv_sock, &event); while (1) { //响应事件,返回产生事件的文件描写符数 event_cnt = epoll_wait(epfd, ep_events, EPOLL_SIZE, -1); //传⑴时,1直等待直到事件产生 if(event_cnt == -1) { puts("epoll_wait() error"); break; } //服务端套接字和客服端套接字 for (i = 0; i < event_cnt; i++) { if(ep_events[i].data.fd == serv_sock)//服务端与客服端建立连接 { adr_sz = sizeof(clnt_adr); clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr *)&clnt_adr, &adr_sz); event.events = EPOLLIN; event.data.fd = clnt_sock; epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, clnt_sock, &event); printf("connected client: %d ", clnt_sock); } else //连接以后传递数据 { str_len = read(ep_events[i].data.fd, buf, BUF_SIZE); if(str_len == 0) { //删除事件 epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, ep_events[i].data.fd, NULL); close(ep_events[i].data.fd); printf("closed client: %d ", ep_events[i].data.fd); } else { write(ep_events[i].data.fd, buf, str_len); } } } } close(serv_sock); close(epfd); return 0; } void error_handling(char *message) { fputs(message, stderr); fputc(, stderr); exit(1); }

条件触发和边沿触发

  • 甚么是条件触发和边沿触发?它们是指事件响应的方式,epoll默许是条件触发的方式。条件触发是指:只要输入缓冲中有数据就会1直通知该事件,循环响应epoll_wait。而边沿触发是指:输入缓冲收到数据时仅注册1次该事件,即便输入缓冲中还留有数据,也不会再进行注册,只响应1次。

  • 边沿触发相对条件触发的优点:可以分离接收数据和处理数据的时间点,从实现模型的角度看,边沿触发更有可能带来高性能。

  • 将上面epoll实例改成边沿触发:
    1,首先改写 event.events = EPOLLIN | EPOLLET; (EPOLLIN:读取数据事件 EPOLLET:边沿触发方式)

    2,边沿触发只响应1次接收数据事件,所以要1次性全部读取输入缓冲中的数据,那末就需要判断甚么时候数据读取完了?Linux声明了1个全局的变量:int errno; (error.h中),它能记录产生毛病时提供额外的信息。这里就能够用它来判断是不是读取完数据:

str_len = read(...); if(str_len < 0) { if(errno == EAGAIN) //读取输入缓冲中的全部数据的标志 break; }

3,边沿触发方式下,以阻塞方式工作的read&write有可能会引发服务真个长时间停顿。所以边沿触发1定要采取非阻塞的套接字数据传输情势。那末怎样将套接字的read,write数据传输情势修改成非阻塞模式呢?

//fd套接字文件描写符,将此套接字数据传输模式修改成非阻塞 void setnonblockingmode(int fd) { int flag = fcntl(fd, F_GETFL,0); //得到套接字原来属性 fcntl(fd, F_SETFL, flag | O_NONBLOCK);//在原有属性基础上设置添加非阻塞模式 }
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