epoll去实现一个服务器

第一次用epoll去实现一个服务器,

之前并不清楚epoll的用法,

了解之后才发现epoll服务器的主线程其实最好和处理业务的代码分开,

也就是说:

epoll响应外界的io请求,当epoll得到一个请求的时候,扔到一个消息队列中,然后epoll直接返回,再去等待io请求.而消息队列会通知多个线程去处理这些业务逻辑.

epoll第一次用,消息队列更是第一次用,开始一直在想,怎么写个阻塞的队列,而且要有主动通知的功能,想了一会儿发现pthread_cond_wait和pthread_cond_signal可以实现,于是就简单的试试,下面的代码已经可以实现我刚才想要得到的那个模型,细节就不管了.

对消息队列熟悉的同学请帮忙提点意见,并告诉我下还有哪些方法可以实现阻塞的消息队列.

对代码的解释和描述都写到注释中了.

C代码



/*

几个用到的类型定义以及全局变量bq

*/

char smtp_cmd_format;

struct epoll_event ev, events[MAX_EPOLL_SIZE];

int kdpfd,nfds;

struct block_queue

{

int queue[THREADS_COUNT];

long size;

pthread_cond_t cond;

pthread_mutex_t mutex;

}block_queue_t;

block_queue_t bq;

struct block_queue_param

{

void* func;

void* queue;

}block_queue_param_t;

C代码



void *block_queue(void * param)

{

void(* func)(void* );

int fd,i;

/*

由于block_queue是pthread_create的回调方法,

所以block_queue的参数必须是void*类型

*/

block_queue_t* bque = (block_queue_param_t*)param->queue;

/*

param->func是block_queue解锁时需要调用的函数,

而这个函数的参数是一个int fd,

该fd是消息队列中刚刚插入的一个元素.

*/

func = (block_queue_param_t*)param->func;

for(;;)

{

/*

lock->wait->unlock

这是经典的模式,

切记:

pthread_cond_wait的方法自带了先解锁,再等待,最后再加锁的代码

*/

pthread_mutex_lock(bque->mutex);

/*

线程在pthread_cond_wait这里被block住了,

当听到pthread_cond_signal通知的时候,

内核会从阻塞队列里面通过先进先出的原则唤醒一个线程,

这个线程会执行pthread_cond_wait之后的代码.

*/

pthread_cond_wait(bque->cond,bque->mutex);

if(bque->size==0)

{

/*

啥也不做

*/

}else

{

fd = bque->queue[0];

/*

移动队列,

由于该队列是简单的用数组保存fd,

所以移动这个操作必不可少,但肯定性能比链表差很多,

这是懒惰的代价

*/

for(i = 0; i < bque->size; ++i)

bque->queue[i] = bque->queue[i+1];

bque->queue[bque->size-1] = 0;

bque->size--;

/*

执行被唤醒后的方法,参数是刚刚插入到队列中的一个fd

*/

func(fd);

}

pthread_mutex_unlock(bque->mutex);

}

}

void insert_queue(struct block_queue *bque,int fd)

{

/*

加锁->通知->解锁

将元素插入队列之前需要先加锁

*/

pthread_mutex_lock(bque->mutex);

/*

检查队列目前的大小,

检查1:

当大小已经达到定义的数组大小THREADS_COUNT时,

抛弃该fd,说明服务器忙不过来了,消息队列已经满了

检查2:

当大小超过数组定义的大小THREADS_COUNT时,

肯定发生了异常,那就直接退出服务吧.

*/

if(bque->size == THREADS_COUNT)

return;

/*

bque->size其实也是队列末尾位置指针,

当插入一个元素后,这个指针自然也要向后移动一位.

*/

bque->queue[bque->size+1] = fd;

if(++bque->size > THREADS_COUNT)

{

fprintf(stderr,"Queue size over folow.%d",bque->size);

exit 1;

}

/*

当元素插入bque队列时,

该通过pthread_cond_signal通知内核去调度wait的线程了

*/

pthread_cond_signal(bque->cond);

pthread_mutex_unlock(bque->mutex);

}

/*

init_threads代码是初始化线程组的,

随便写写的,大家知道怎么实现就行

*/

int init_threads()

{

size_t i=0;

block_queue_param_t bqp;

/*

smtp_echo是处理epoll扔进队列中的fd的函数,

该方法实现了整个模型的业务逻辑,

整体代码的IO处理+消息队列以及业务处理分的很清晰,

三个模块每个只有一处代码和其它模块通讯,没有多少耦合.

*/

bqp.func = (void*)smtp_echo;

bqp.queue = (void*)bq;

pthread_cond_init(bqp.cond,NULL);

pthread_mutex_init(bqp.mutex,NULL);

for( i = 0; i < THREADS_COUNT; ++i)

{

pthread_t child_thread;

pthread_attr_t child_thread_attr;

pthread_attr_init(&child_thread_attr);

pthread_attr_setdetachstate(&child_thread_attr,PTHREAD_CREATE_DETACHED);

if( pthread_create(&child_thread,&child_thread_attr,block_queue, (void *)bqp) < 0 )

{

printf("pthread_create Failed : %s\n",strerror(errno));

return 1;

}

else

{

printf("pthread_create Success : %d\n",(int)child_thread);

return 0;

}

}

}

/*

handler是主线程访问的方法,

主线程通过handler把一个fd扔到消息队列之后,

不再做任何事情就直接返回了.

在我的应用中,主线程是个epoll实现的服务器,

由于epoll被响应的时候会知道哪些fd已经就位,

于是直接把就位的fd扔到消息队列中就好了,

主线程在继续等待其它fd的响应,而不需要去关心fd如何被处理.

*/

int handler(void* fd)

{

printf("handler:fd => %d\n",*(int *)(fd));

insert_queue(&bq,fd);

return 0;

}

/*

main函数是整个程序的入口点,

也是epoll服务器的实现,

epoll的思想很精髓,用法很简单,

只要把man 4 epoll_ctl的例子copy出来,就可用了,

不过那个例子语法有点问题,

而且events数组是用指针,应该用[]实现,因为指针没有分配空间.

*/

int main(int argc, char **argv)

{

int server_socket = init_smtp();

int n;

if(init_threads() == 0)

printf("Success full init_threads.");

smtp_cmd_format = "^([a-zA-Z0-9]) (.*)$";

kdpfd = epoll_create(MAX_EPOLL_SIZE);

ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;

ev.data.fd = server_socket;

if (epoll_ctl(kdpfd, EPOLL_CTL_ADD, server_socket, &ev) < 0) {

fprintf(stderr, "epoll set insertion error: fd=%d < 0",

server_socket);

return -1;

}

/*

epoll的使用看这里

*/

for(;;) {

struct sockaddr_in local;

socklen_t length = sizeof(local);

int client;

nfds = epoll_wait(kdpfd, events, MAX_EPOLL_SIZE, -1);

/*

当没有事件要处理时,epoll会阻塞住,

否则,内核会填充events数组,里面的每一个events
.data.fd就是发生io时间的文件句柄

*/

for(n = 0; n < nfds; ++n) {

/*

这里要判断一下请求的来源,

if(events
.data.fd == server_socket) {

这里是新建的连接,

因为io发生在server_socket上

}

else{

这里是已有的连接,

因为fd!= server_socket

那fd肯定是之前从server_socket接收到,

并且通过epoll_ctl(kdpfd, EPOLL_CTL_ADD, client, &ev)

加入到kdpfd所指向的内存空间中.

kdpfd其实是个文件句柄,在epoll_create(MAX_EPOLL_SIZE)时得到

}

*/

if(events
.data.fd == server_socket) {

client = accept(server_socket, (struct sockaddr *) &local,&length);

if(client < 0){

perror("accept");

continue;

}

setnonblocking(client);

smtp_cmd("220",client);

ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;

ev.data.fd = client;

if (epoll_ctl(kdpfd, EPOLL_CTL_ADD, client, &ev) < 0) {

fprintf(stderr, "epoll set insertion error: fd=%d < 0",

client);

return -1;

}

}

else

/*

当已有的fd发生io操作时,

执行如下代码.也就是把fd扔到消息队列中.

*/

if(handler((void *)&events
.data.fd) != 0)

perror("handler ret != 0");

}

}

close(server_socket);

return 0;

}