epoll函数使用

函数分析

int epoll_create(int size);

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。

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);

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。第一个参数是epoll_create()的返回值,第二个参数表示动作,用三个宏来表示:

  • EPOLL_CTL_ADD:注册新的fdepfd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

第三个参数是需要监听的fd,第四个参数是告诉内核需要监听什么事,struct epoll_event结构如下:

typedef union epoll_data {
    void *ptr;
    int fd;
    __uint32_t u32;
    __uint64_t u64;
} epoll_data_t;

struct epoll_event {
    __uint32_t events; /* Epoll events */
    epoll_data_t data; /* User data variable */
};

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: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

int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);

等 待事件的产生,类似于select()调用。参数events用来从内核得到事件的集合,maxevents告之内核这个events有多大,这个maxevents的值不能大于创建epoll_create()时的size,参数timeout是超时时间(毫秒,0会立即返回,-1将不确定,也有 说法说是永久阻塞)。该函数返回需要处理的事件数目,如返回0表示已超时。

处理逻辑

使用epoll来实现服务端同时接受多客户端长连接数据时,的大体步骤如下:(1)使用epoll_create创建一个epoll的句柄,下例中我们命名为epollfd(2)使用epoll_ctl把服务端监听的描述符添加到epollfd指定的epoll内核事件表中,监听服务器端监听的描述符是否可读。(3)使用epoll_wait阻塞等待注册的服务端监听的描述符可读事件的发生。(4)当有新的客户端连接上服务端时,服务端监听的描述符可读,则epoll_wait返回,然后通过accept获取客户端描述符。(5)使用epoll_ctl把客户端描述符添加到epollfd指定的epoll内核事件表中,监听服务器端监听的描述符是否可读。(6)当客户端描述符有数据可读时,则触发epoll_wait返回,然后执行读取。

几乎所有的epoll模型编码都是基于以下模板:

for( ; ; )
{
    // 阻塞式等待事件
    nfds = epoll_wait(epfd,events,20,500);
    for(i=0;i<nfds;++i)
    {
        if(events[i].data.fd==listenfd) //有新的连接
        {
            connfd = accept(listenfd,(sockaddr *)&clientaddr, &clilen); //accept这个连接
            ev.data.fd=connfd;
            ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
            epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,connfd,&ev); //将新的fd添加到epoll的监听队列中
        }
        else if(events[i].events&EPOLLIN ) //接收到数据,读socket
        {
            n = read(sockfd, line, MAXLINE)) < 0    //读
            ev.data.ptr = md;     //md为自定义类型,添加数据
            ev.events=EPOLLOUT|EPOLLET;
            epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev);//修改标识符,等待下一个循环时发送数据,异步处理的精髓
        }
        else if(events[i].events&EPOLLOUT) //有数据待发送,写socket
        {
            struct myepoll_data* md = (myepoll_data*)events[i].data.ptr;    //取数据
            sockfd = md->fd;
            send( sockfd, md->ptr, strlen((char*)md->ptr), 0 );        //发送数据
            ev.data.fd=sockfd;
            ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
            epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev); //修改标识符,等待下一个循环时接收数据
        }
        else
        {
            //其他的处理
        }
    }
}