Linux Epoll介绍和程序实例
2013-05-07 23:32
429 查看
转自：/article/1682498.html
1. Epoll是何方神圣？
Epoll可是当前在Linux下开发大规模并发网络程序的热门人选，Epoll 在Linux2.6内核中正式引入，和select相似，其实都I/O多路复用技术而已，并没有什么神秘的。
其实在Linux下设计并发网络程序，向来不缺少方法，比如典型的Apache模型（Process Per Connection，简称PPC），TPC（Thread PerConnection）模型，以及select模型和poll模型，那为何还要再引入Epoll这个东东呢？那还是有得说说的…
2. 常用模型的缺点
如果不摆出来其他模型的缺点，怎么能对比出Epoll的优点呢。
2.1 PPC/TPC模型
这两种模型思想类似，就是让每一个到来的连接一边自己做事去，别再来烦我。只是PPC是为它开了一个进程，而TPC开了一个线程。可是别烦我是有代价的，它要时间和空间啊，连接多了之后，那么多的进程/线程切换，这开销就上来了；因此这类模型能接受的最大连接数都不会高，一般在几百个左右。
2.2 select模型
1. 最大并发数限制，因为一个进程所打开的FD（文件描述符）是有限制的，由FD_SETSIZE设置，默认值是1024/2048，因此Select模型的最大并发数就被相应限制了。自己改改这个FD_SETSIZE？想法虽好，可是先看看下面吧…
2. 效率问题，select每次调用都会线性扫描全部的FD集合，这样效率就会呈现线性下降，把FD_SETSIZE改大的后果就是，大家都慢慢来，什么？都超时了？？！！
3. 内核/用户空间 内存拷贝问题，如何让内核把FD消息通知给用户空间呢？在这个问题上select采取了内存拷贝方法。
2.3 poll模型
基本上效率和select是相同的，select缺点的2和3它都没有改掉。
3. Epoll的提升
把其他模型逐个批判了一下，再来看看Epoll的改进之处吧，其实把select的缺点反过来那就是Epoll的优点了。
3.1. Epoll没有最大并发连接的限制，上限是最大可以打开文件的数目，这个数字一般远大于2048, 一般来说这个数目和系统内存关系很大，具体数目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看。
3.2. 效率提升，Epoll最大的优点就在于它只管你“活跃”的连接，而跟连接总数无关，因此在实际的网络环境中，Epoll的效率就会远远高于select和poll。
3.3. 内存拷贝，Epoll在这点上使用了“共享内存”，这个内存拷贝也省略了。
4. Epoll为什么高效
Epoll的高效和其数据结构的设计是密不可分的，这个下面就会提到。
首先回忆一下select模型，当有I/O事件到来时，select通知应用程序有事件到了快去处理，而应用程序必须轮询所有的FD集合，测试每个FD是否有事件发生，并处理事件；代码像下面这样：
int res = select(maxfd+1, &readfds, NULL, NULL, 120);
if(res > 0)
{
for(int i = 0; i < MAX_CONNECTION; i++)
{
if(FD_ISSET(allConnection[i],&readfds))
{
handleEvent(allConnection[i]);
}
}
}
// if(res == 0) handle timeout, res < 0 handle error
Epoll不仅会告诉应用程序有I/0事件到来，还会告诉应用程序相关的信息，这些信息是应用程序填充的，因此根据这些信息应用程序就能直接定位到事件，而不必遍历整个FD集合。
intres = epoll_wait(epfd, events, 20, 120);
for(int i = 0; i < res;i++)
{
handleEvent(events
);
}
5. Epoll关键数据结构
前面提到Epoll速度快和其数据结构密不可分，其关键数据结构就是：
structepoll_event {
__uint32_t events; // Epoll events
epoll_data_t data; // User datavariable
};
typedef union epoll_data {
void *ptr;
int fd;
__uint32_t u32;
__uint64_t u64;
} epoll_data_t;
可见epoll_data是一个union结构体,借助于它应用程序可以保存很多类型的信息:fd、指针等等。有了它，应用程序就可以直接定位目标了。
6. 使用Epoll
既然Epoll相比select这么好，那么用起来如何呢？会不会很繁琐啊…先看看下面的三个函数吧，就知道Epoll的易用了。
intepoll_create(int size);
生成一个Epoll专用的文件描述符，其实是申请一个内核空间，用来存放你想关注的socket fd上是否发生以及发生了什么事件。size就是你在这个Epoll fd上能关注的最大socket fd数，大小自定，只要内存足够。
intepoll_ctl(int epfd, intop, int fd, structepoll_event *event);
控制某个Epoll文件描述符上的事件：注册、修改、删除。其中参数epfd是epoll_create()创建Epoll专用的文件描述符。相对于select模型中的FD_SET和FD_CLR宏。
intepoll_wait(int epfd,structepoll_event * events,int maxevents,int timeout);
等待I/O事件的发生；参数说明：
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；
返回发生事件数。
相对于select模型中的select函数。
7. 例子程序
下面是一个简单Echo Server的例子程序，麻雀虽小，五脏俱全，还包含了一个简单的超时检查机制，简洁起见没有做错误处理。
[cpp] view plaincopy
//
// a simple echo server using epoll in linux
//
// 2009-11-05
// 2013-03-22:修改了几个问题，1是/n格式问题，2是去掉了原代码不小心加上的ET模式;
// 本来只是简单的示意程序，决定还是加上 recv/send时的buffer偏移
// by sparkling
//
#include <sys/socket.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <iostream>
using namespace std;
#define MAX_EVENTS 500
struct myevent_s
{
int fd;
void (*call_back)(int fd, int events, void *arg);
int events;
void *arg;
int status; // 1: in epoll wait list, 0 not in
char buff[128]; // recv data buffer
int len, s_offset;
long last_active; // last active time
};
// set event
void EventSet(myevent_s *ev, int fd, void (*call_back)(int, int, void*), void *arg)
{
ev->fd = fd;
ev->call_back = call_back;
ev->events = 0;
ev->arg = arg;
ev->status = 0;
bzero(ev->buff, sizeof(ev->buff));
ev->s_offset = 0;
ev->len = 0;
ev->last_active = time(NULL);
}
// add/mod an event to epoll
void EventAdd(int epollFd, int events, myevent_s *ev)
{
struct epoll_event epv = {0, {0}};
int op;
epv.data.ptr = ev;
epv.events = ev->events = events;
if(ev->status == 1){
op = EPOLL_CTL_MOD;
}
else{
op = EPOLL_CTL_ADD;
ev->status = 1;
}
if(epoll_ctl(epollFd, op, ev->fd, &epv) < 0)
printf("Event Add failed[fd=%d], evnets[%d]\n", ev->fd, events);
else
printf("Event Add OK[fd=%d], op=%d, evnets[%0X]\n", ev->fd, op, events);
}
// delete an event from epoll
void EventDel(int epollFd, myevent_s *ev)
{
struct epoll_event epv = {0, {0}};
if(ev->status != 1) return;
epv.data.ptr = ev;
ev->status = 0;
epoll_ctl(epollFd, EPOLL_CTL_DEL, ev->fd, &epv);
}
int g_epollFd;
myevent_s g_Events[MAX_EVENTS+1]; // g_Events[MAX_EVENTS] is used by listen fd
void RecvData(int fd, int events, void *arg);
void SendData(int fd, int events, void *arg);
// accept new connections from clients
void AcceptConn(int fd, int events, void *arg)
{
struct sockaddr_in sin;
socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
int nfd, i;
// accept
if((nfd = accept(fd, (struct sockaddr*)&sin, &len)) == -1)
{
if(errno != EAGAIN && errno != EINTR)
{
}
printf("%s: accept, %d", __func__, errno);
return;
}
do
{
for(i = 0; i < MAX_EVENTS; i++)
{
if(g_Events[i].status == 0)
{
break;
}
}
if(i == MAX_EVENTS)
{
printf("%s:max connection limit[%d].", __func__, MAX_EVENTS);
break;
}
// set nonblocking
int iret = 0;
if((iret = fcntl(nfd, F_SETFL, O_NONBLOCK)) < 0)
{
printf("%s: fcntl nonblocking failed:%d", __func__, iret);
break;
}
// add a read event for receive data
EventSet(&g_Events[i], nfd, RecvData, &g_Events[i]);
EventAdd(g_epollFd, EPOLLIN, &g_Events[i]);
}while(0);
printf("new conn[%s:%d][time:%d], pos[%d]\n", inet_ntoa(sin.sin_addr),
ntohs(sin.sin_port), g_Events[i].last_active, i);
}
// receive data
void RecvData(int fd, int events, void *arg)
{
struct myevent_s *ev = (struct myevent_s*)arg;
int len;
// receive data
len = recv(fd, ev->buff+ev->len, sizeof(ev->buff)-1-ev->len, 0);
EventDel(g_epollFd, ev);
if(len > 0)
{
ev->len += len;
ev->buff[len] = '\0';
printf("C[%d]:%s\n", fd, ev->buff);
// change to send event
EventSet(ev, fd, SendData, ev);
EventAdd(g_epollFd, EPOLLOUT, ev);
}
else if(len == 0)
{
close(ev->fd);
printf("[fd=%d] pos[%d], closed gracefully.\n", fd, ev-g_Events);
}
else
{
close(ev->fd);
printf("recv[fd=%d] error[%d]:%s\n", fd, errno, strerror(errno));
}
}
// send data
void SendData(int fd, int events, void *arg)
{
struct myevent_s *ev = (struct myevent_s*)arg;
int len;
// send data
len = send(fd, ev->buff + ev->s_offset, ev->len - ev->s_offset, 0);
if(len > 0)
{
printf("send[fd=%d], [%d<->%d]%s\n", fd, len, ev->len, ev->buff);
ev->s_offset += len;
if(ev->s_offset == ev->len)
{
// change to receive event
EventDel(g_epollFd, ev);
EventSet(ev, fd, RecvData, ev);
EventAdd(g_epollFd, EPOLLIN, ev);
}
}
else
{
close(ev->fd);
EventDel(g_epollFd, ev);
printf("send[fd=%d] error[%d]\n", fd, errno);
}
}
void InitListenSocket(int epollFd, short port)
{
int listenFd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
fcntl(listenFd, F_SETFL, O_NONBLOCK); // set non-blocking
printf("server listen fd=%d\n", listenFd);
EventSet(&g_Events[MAX_EVENTS], listenFd, AcceptConn, &g_Events[MAX_EVENTS]);
// add listen socket
EventAdd(epollFd, EPOLLIN, &g_Events[MAX_EVENTS]);
// bind & listen
sockaddr_in sin;
bzero(&sin, sizeof(sin));
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
sin.sin_port = htons(port);
bind(listenFd, (const sockaddr*)&sin, sizeof(sin));
listen(listenFd, 5);
}
int main(int argc, char **argv)
{
unsigned short port = 12345; // default port
if(argc == 2){
port = atoi(argv[1]);
}
// create epoll
g_epollFd = epoll_create(MAX_EVENTS);
if(g_epollFd <= 0) printf("create epoll failed.%d\n", g_epollFd);
// create & bind listen socket, and add to epoll, set non-blocking
InitListenSocket(g_epollFd, port);
// event loop
struct epoll_event events[MAX_EVENTS];
printf("server running:port[%d]\n", port);
int checkPos = 0;
while(1){
// a simple timeout check here, every time 100, better to use a mini-heap, and add timer event
long now = time(NULL);
for(int i = 0; i < 100; i++, checkPos++) // doesn't check listen fd
{
if(checkPos == MAX_EVENTS) checkPos = 0; // recycle
if(g_Events[checkPos].status != 1) continue;
long duration = now - g_Events[checkPos].last_active;
if(duration >= 60) // 60s timeout
{
close(g_Events[checkPos].fd);
printf("[fd=%d] timeout[%d--%d].\n", g_Events[checkPos].fd, g_Events[checkPos].last_active, now);
EventDel(g_epollFd, &g_Events[checkPos]);
}
}
// wait for events to happen
int fds = epoll_wait(g_epollFd, events, MAX_EVENTS, 1000);
if(fds < 0){
printf("epoll_wait error, exit\n");
break;
}
for(int i = 0; i < fds; i++){
myevent_s *ev = (struct myevent_s*)events[i].data.ptr;
if((events[i].events&EPOLLIN)&&(ev->events&EPOLLIN)) // read event
{
ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);
}
if((events[i].events&EPOLLOUT)&&(ev->events&EPOLLOUT)) // write event
{
ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);
}
}
}
// free resource
return 0;
}
分享到：
上一篇：VC预编译代码文件
下一篇：Epoll vs. IOCP
查看评论
31楼 lovenanforever 4天前 14:59发表 [回复]
编译过了,但是在测试的时候
开一个客户链接没有问题,要是开多个客户端链接就会报
Bad file descriptor
你自己有测试过吗?
30楼 lovenanforever 5天前 17:40发表 [回复]
看懂了 , 多谢了
29楼 lovenanforever 5天前 16:27发表 [回复]
包的看的好晕
28楼 helisong427 2013-04-18 17:07发表 [回复]
楼主你好，我有一个疑问：
[cpp] view plaincopy
for(int i = 0; i < fds; i++){
myevent_s *ev = (struct myevent_s*)events[i].data.ptr;
if((events[i].events&EPOLLIN)&&(ev->events&EPOLLIN)) // read event
{
ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);
}
if((events[i].events&EPOLLOUT)&&(ev->events&EPOLLOUT)) // write event
{
ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);
}
上面这段代码是获取了所有事件，执行事件的回调，这些事件的回调是顺序执行的呀，也就是说再网络连接上实现了异步，但是在后继的业务上面实际没有实现的，是单线程在顺序执行，如果是这样的话，怎么让这里也实现异步呢？
27楼 liwenjie356331 2013-04-02 17:01发表 [回复]
写得很漂亮，多谢分享。
测试代码后发现有个小问题：
在RecvData之后，EventSet将数据清空了，SendData将会发送空数据。
觉得应该加上业务逻辑这一小步，RecvData后做业务逻辑处理，再将处理后的结果copy到myevent_s结构体，再EventAdd到OS，等待OS调用SendData。
逻辑处理这一步的嵌入位置很重要，多这一步参照的话，代码的数据流走向明确很多了。
26楼 cdjlove 2013-03-26 11:45发表 [回复]
谢谢作者，写得挺好，就是代码封装的太好了，我一时看不懂。等用到的时候慢慢学习吧。
25楼 sunjiankirk 2013-03-21 22:21发表 [回复]
epoll里
handleEvent(events
);//是否应该是events[i]?
24楼 userguanguan 2013-03-21 19:18发表 [回复]
[cpp] view plaincopy
void SendData(int fd, int events, void *arg)
{
struct myevent_s *ev = (struct myevent_s*)arg;
int len;
// 5. 这个len值的有几种情况，出现情况的原因？请详细解释一下，发送与接收的情况一样？
len = send(fd, ev->buff, ev->len, 0);
ev->len = 0;
EventDel(g_epollFd, ev);
if(len > 0)
{
//6. 为什么更新事件状态后，又把事件添加呢？与3相同
EventSet(ev, fd, RecvData, ev);
EventAdd(g_epollFd, EPOLLIN|EPOLLET, ev);
}
else
{
close(ev->fd);
printf("recv[fd=%d] error[%d]/n", fd, errno);
}
}
5〜6 不是很明白，辛苦楼主解答。因为评论不能超1000字符。分了两段〜
Re: sparkliang 2013-03-22 09:46发表 [回复]
回复userguanguan：recv/send的返回值建议仔细了解一下socket编程的知识。
3、6这两个问题，对于LT模式，对于OUT事件，因为只要发送缓冲区空闲，就会通知，所以不能一直注册。IN事件则没关系，只有接收缓冲区有数据才会通知。
Re: userguanguan 2013-03-22 10:39发表 [回复]
回复sparkliang：查了recv/send的返回值，明白了〜
recv
RETURN VALUES
These calls return the number of bytes received, or -1 if an error occurred.
For TCP sockets, the return value 0 means the peer has closed its halfside of the connection.
send
RETURN VALUES
Upon successful completion, the number of bytes which were sent is
returned. Otherwise, -1 is returned and the global variable errno is set
to indicate the error.
发出来，希望对其他人有用〜
23楼 userguanguan 2013-03-21 19:17发表 [回复]
[cpp] view plaincopy
void RecvData(int fd, int events, void *arg)
{
struct myevent_s *ev = (struct myevent_s*)arg;
int len;
// receive data
// 1. 这个len值的有几种情况，出现情况的原因？
len = recv(fd, ev->buff, sizeof(ev->buff)-1, 0);
// 2. 为什么要删除？
EventDel(g_epollFd, ev);
if(len > 0)
{
ev->len = len;
ev->buff[len] = '/0';
printf("C[%d]:%s/n", fd, ev->buff);
// change to send event
// 3. 为什么更新事件状态后，又把事件添加呢？
EventSet(ev, fd, SendData, ev);
EventAdd(g_epollFd, EPOLLOUT|EPOLLET, ev);
}
else if(len == 0)
{
// 4. len == 0时，代表成功？ 可以关闭事件？
close(ev->fd);
printf("[fd=%d] closed gracefully./n", fd);
}
else
{
close(ev->fd);
printf("recv[fd=%d] error[%d]:%s/n", fd, errno, strerror(errno));
}
}
1 ~ 4 辛苦解答〜
22楼 cpuufo 2013-03-21 16:44发表 [回复]
if(duration >= 60) // 60s timeout
198. {
199. close(g_Events[checkPos].fd);
200. printf("[fd=%d] timeout[%d--%d]./n", g_Events[checkPos].fd, g_Events[checkPos].last_active, now);
201. EventDel(g_epollFd, &g_Events[checkPos]);
202. }
为什么我在网页刷新时候每次都是过来60秒，超时了（打印出timeout）之后才传输成功？求解答
Re: sparkliang 2013-03-22 15:45发表 [回复]
回复cpuufo：应该也是ET导致的问题，改成LT就可以了
21楼 你妹的特盗不 2013-03-18 18:12发表 [回复] [引用] [举报]
[cpp] view plaincopy
void SockClientThread(LPVOID lPvoid)
{char recvBuf[MSGSIZE]="10.12.18.5";
SOCKET sockClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//tcp
SOCKADDR_IN addrSrv;
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr(recvBuf);
addrSrv.sin_family=AF_INET;
addrSrv.sin_port=htons(PORT);
TRACE("Connect to %s %d\n",recvBuf,lPvoid);
if(connect(sockClient,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR)))//connect to server.
{TRACE("connect Timer Server Fail.\n");return;}
sprintf_s(recvBuf,sizeof(recvBuf),"Thread %d",lPvoid);
send(sockClient,recvBuf,strlen(recvBuf),0);
TRACE("Ready To Reve data %d\n",lPvoid);
recv(sockClient,recvBuf,MSGSIZE,0);//recv data.
closesocket(sockClient);//close remoteconnect.
TRACE("Get Buffer =>%s =>thread:%d\n",recvBuf,lPvoid);
}
HANDLE hand[10];
for (int x=0;x<10;x++)
{
hand[x]=CreateThread(NULL,NULL,(LPTHREAD_START_ROUTINE)&SockClientThread,(LPVOID)(x),NULL,NULL);
}
WaitForMultipleObjects( 10 , hand , TRUE , INFINITE );
TRACE("Test End:\n");
1. Epoll是何方神圣？
Epoll可是当前在Linux下开发大规模并发网络程序的热门人选，Epoll 在Linux2.6内核中正式引入，和select相似，其实都I/O多路复用技术而已，并没有什么神秘的。
其实在Linux下设计并发网络程序，向来不缺少方法，比如典型的Apache模型（Process Per Connection，简称PPC），TPC（Thread PerConnection）模型，以及select模型和poll模型，那为何还要再引入Epoll这个东东呢？那还是有得说说的…
2. 常用模型的缺点
如果不摆出来其他模型的缺点，怎么能对比出Epoll的优点呢。
2.1 PPC/TPC模型
这两种模型思想类似，就是让每一个到来的连接一边自己做事去，别再来烦我。只是PPC是为它开了一个进程，而TPC开了一个线程。可是别烦我是有代价的，它要时间和空间啊，连接多了之后，那么多的进程/线程切换，这开销就上来了；因此这类模型能接受的最大连接数都不会高，一般在几百个左右。
2.2 select模型
1. 最大并发数限制，因为一个进程所打开的FD（文件描述符）是有限制的，由FD_SETSIZE设置，默认值是1024/2048，因此Select模型的最大并发数就被相应限制了。自己改改这个FD_SETSIZE？想法虽好，可是先看看下面吧…
2. 效率问题，select每次调用都会线性扫描全部的FD集合，这样效率就会呈现线性下降，把FD_SETSIZE改大的后果就是，大家都慢慢来，什么？都超时了？？！！
3. 内核/用户空间 内存拷贝问题，如何让内核把FD消息通知给用户空间呢？在这个问题上select采取了内存拷贝方法。
2.3 poll模型
基本上效率和select是相同的，select缺点的2和3它都没有改掉。
3. Epoll的提升
把其他模型逐个批判了一下，再来看看Epoll的改进之处吧，其实把select的缺点反过来那就是Epoll的优点了。
3.1. Epoll没有最大并发连接的限制，上限是最大可以打开文件的数目，这个数字一般远大于2048, 一般来说这个数目和系统内存关系很大，具体数目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看。
3.2. 效率提升，Epoll最大的优点就在于它只管你“活跃”的连接，而跟连接总数无关，因此在实际的网络环境中，Epoll的效率就会远远高于select和poll。
3.3. 内存拷贝，Epoll在这点上使用了“共享内存”，这个内存拷贝也省略了。
4. Epoll为什么高效
Epoll的高效和其数据结构的设计是密不可分的，这个下面就会提到。
首先回忆一下select模型，当有I/O事件到来时，select通知应用程序有事件到了快去处理，而应用程序必须轮询所有的FD集合，测试每个FD是否有事件发生，并处理事件；代码像下面这样：
int res = select(maxfd+1, &readfds, NULL, NULL, 120);
if(res > 0)
{
for(int i = 0; i < MAX_CONNECTION; i++)
{
if(FD_ISSET(allConnection[i],&readfds))
{
handleEvent(allConnection[i]);
}
}
}
// if(res == 0) handle timeout, res < 0 handle error
Epoll不仅会告诉应用程序有I/0事件到来，还会告诉应用程序相关的信息，这些信息是应用程序填充的，因此根据这些信息应用程序就能直接定位到事件，而不必遍历整个FD集合。
intres = epoll_wait(epfd, events, 20, 120);
for(int i = 0; i < res;i++)
{
handleEvent(events
);
}
5. Epoll关键数据结构
前面提到Epoll速度快和其数据结构密不可分，其关键数据结构就是：
structepoll_event {
__uint32_t events; // Epoll events
epoll_data_t data; // User datavariable
};
typedef union epoll_data {
void *ptr;
int fd;
__uint32_t u32;
__uint64_t u64;
} epoll_data_t;
可见epoll_data是一个union结构体,借助于它应用程序可以保存很多类型的信息:fd、指针等等。有了它，应用程序就可以直接定位目标了。
6. 使用Epoll
既然Epoll相比select这么好，那么用起来如何呢？会不会很繁琐啊…先看看下面的三个函数吧，就知道Epoll的易用了。
intepoll_create(int size);
生成一个Epoll专用的文件描述符，其实是申请一个内核空间，用来存放你想关注的socket fd上是否发生以及发生了什么事件。size就是你在这个Epoll fd上能关注的最大socket fd数，大小自定，只要内存足够。
intepoll_ctl(int epfd, intop, int fd, structepoll_event *event);
控制某个Epoll文件描述符上的事件：注册、修改、删除。其中参数epfd是epoll_create()创建Epoll专用的文件描述符。相对于select模型中的FD_SET和FD_CLR宏。
intepoll_wait(int epfd,structepoll_event * events,int maxevents,int timeout);
等待I/O事件的发生；参数说明：
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；
返回发生事件数。
相对于select模型中的select函数。
7. 例子程序
下面是一个简单Echo Server的例子程序，麻雀虽小，五脏俱全，还包含了一个简单的超时检查机制，简洁起见没有做错误处理。
[cpp] view plaincopy
//
// a simple echo server using epoll in linux
//
// 2009-11-05
// 2013-03-22:修改了几个问题，1是/n格式问题，2是去掉了原代码不小心加上的ET模式;
// 本来只是简单的示意程序，决定还是加上 recv/send时的buffer偏移
// by sparkling
//
#include <sys/socket.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <iostream>
using namespace std;
#define MAX_EVENTS 500
struct myevent_s
{
int fd;
void (*call_back)(int fd, int events, void *arg);
int events;
void *arg;
int status; // 1: in epoll wait list, 0 not in
char buff[128]; // recv data buffer
int len, s_offset;
long last_active; // last active time
};
// set event
void EventSet(myevent_s *ev, int fd, void (*call_back)(int, int, void*), void *arg)
{
ev->fd = fd;
ev->call_back = call_back;
ev->events = 0;
ev->arg = arg;
ev->status = 0;
bzero(ev->buff, sizeof(ev->buff));
ev->s_offset = 0;
ev->len = 0;
ev->last_active = time(NULL);
}
// add/mod an event to epoll
void EventAdd(int epollFd, int events, myevent_s *ev)
{
struct epoll_event epv = {0, {0}};
int op;
epv.data.ptr = ev;
epv.events = ev->events = events;
if(ev->status == 1){
op = EPOLL_CTL_MOD;
}
else{
op = EPOLL_CTL_ADD;
ev->status = 1;
}
if(epoll_ctl(epollFd, op, ev->fd, &epv) < 0)
printf("Event Add failed[fd=%d], evnets[%d]\n", ev->fd, events);
else
printf("Event Add OK[fd=%d], op=%d, evnets[%0X]\n", ev->fd, op, events);
}
// delete an event from epoll
void EventDel(int epollFd, myevent_s *ev)
{
struct epoll_event epv = {0, {0}};
if(ev->status != 1) return;
epv.data.ptr = ev;
ev->status = 0;
epoll_ctl(epollFd, EPOLL_CTL_DEL, ev->fd, &epv);
}
int g_epollFd;
myevent_s g_Events[MAX_EVENTS+1]; // g_Events[MAX_EVENTS] is used by listen fd
void RecvData(int fd, int events, void *arg);
void SendData(int fd, int events, void *arg);
// accept new connections from clients
void AcceptConn(int fd, int events, void *arg)
{
struct sockaddr_in sin;
socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
int nfd, i;
// accept
if((nfd = accept(fd, (struct sockaddr*)&sin, &len)) == -1)
{
if(errno != EAGAIN && errno != EINTR)
{
}
printf("%s: accept, %d", __func__, errno);
return;
}
do
{
for(i = 0; i < MAX_EVENTS; i++)
{
if(g_Events[i].status == 0)
{
break;
}
}
if(i == MAX_EVENTS)
{
printf("%s:max connection limit[%d].", __func__, MAX_EVENTS);
break;
}
// set nonblocking
int iret = 0;
if((iret = fcntl(nfd, F_SETFL, O_NONBLOCK)) < 0)
{
printf("%s: fcntl nonblocking failed:%d", __func__, iret);
break;
}
// add a read event for receive data
EventSet(&g_Events[i], nfd, RecvData, &g_Events[i]);
EventAdd(g_epollFd, EPOLLIN, &g_Events[i]);
}while(0);
printf("new conn[%s:%d][time:%d], pos[%d]\n", inet_ntoa(sin.sin_addr),
ntohs(sin.sin_port), g_Events[i].last_active, i);
}
// receive data
void RecvData(int fd, int events, void *arg)
{
struct myevent_s *ev = (struct myevent_s*)arg;
int len;
// receive data
len = recv(fd, ev->buff+ev->len, sizeof(ev->buff)-1-ev->len, 0);
EventDel(g_epollFd, ev);
if(len > 0)
{
ev->len += len;
ev->buff[len] = '\0';
printf("C[%d]:%s\n", fd, ev->buff);
// change to send event
EventSet(ev, fd, SendData, ev);
EventAdd(g_epollFd, EPOLLOUT, ev);
}
else if(len == 0)
{
close(ev->fd);
printf("[fd=%d] pos[%d], closed gracefully.\n", fd, ev-g_Events);
}
else
{
close(ev->fd);
printf("recv[fd=%d] error[%d]:%s\n", fd, errno, strerror(errno));
}
}
// send data
void SendData(int fd, int events, void *arg)
{
struct myevent_s *ev = (struct myevent_s*)arg;
int len;
// send data
len = send(fd, ev->buff + ev->s_offset, ev->len - ev->s_offset, 0);
if(len > 0)
{
printf("send[fd=%d], [%d<->%d]%s\n", fd, len, ev->len, ev->buff);
ev->s_offset += len;
if(ev->s_offset == ev->len)
{
// change to receive event
EventDel(g_epollFd, ev);
EventSet(ev, fd, RecvData, ev);
EventAdd(g_epollFd, EPOLLIN, ev);
}
}
else
{
close(ev->fd);
EventDel(g_epollFd, ev);
printf("send[fd=%d] error[%d]\n", fd, errno);
}
}
void InitListenSocket(int epollFd, short port)
{
int listenFd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
fcntl(listenFd, F_SETFL, O_NONBLOCK); // set non-blocking
printf("server listen fd=%d\n", listenFd);
EventSet(&g_Events[MAX_EVENTS], listenFd, AcceptConn, &g_Events[MAX_EVENTS]);
// add listen socket
EventAdd(epollFd, EPOLLIN, &g_Events[MAX_EVENTS]);
// bind & listen
sockaddr_in sin;
bzero(&sin, sizeof(sin));
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
sin.sin_port = htons(port);
bind(listenFd, (const sockaddr*)&sin, sizeof(sin));
listen(listenFd, 5);
}
int main(int argc, char **argv)
{
unsigned short port = 12345; // default port
if(argc == 2){
port = atoi(argv[1]);
}
// create epoll
g_epollFd = epoll_create(MAX_EVENTS);
if(g_epollFd <= 0) printf("create epoll failed.%d\n", g_epollFd);
// create & bind listen socket, and add to epoll, set non-blocking
InitListenSocket(g_epollFd, port);
// event loop
struct epoll_event events[MAX_EVENTS];
printf("server running:port[%d]\n", port);
int checkPos = 0;
while(1){
// a simple timeout check here, every time 100, better to use a mini-heap, and add timer event
long now = time(NULL);
for(int i = 0; i < 100; i++, checkPos++) // doesn't check listen fd
{
if(checkPos == MAX_EVENTS) checkPos = 0; // recycle
if(g_Events[checkPos].status != 1) continue;
long duration = now - g_Events[checkPos].last_active;
if(duration >= 60) // 60s timeout
{
close(g_Events[checkPos].fd);
printf("[fd=%d] timeout[%d--%d].\n", g_Events[checkPos].fd, g_Events[checkPos].last_active, now);
EventDel(g_epollFd, &g_Events[checkPos]);
}
}
// wait for events to happen
int fds = epoll_wait(g_epollFd, events, MAX_EVENTS, 1000);
if(fds < 0){
printf("epoll_wait error, exit\n");
break;
}
for(int i = 0; i < fds; i++){
myevent_s *ev = (struct myevent_s*)events[i].data.ptr;
if((events[i].events&EPOLLIN)&&(ev->events&EPOLLIN)) // read event
{
ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);
}
if((events[i].events&EPOLLOUT)&&(ev->events&EPOLLOUT)) // write event
{
ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);
}
}
}
// free resource
return 0;
}
分享到：
上一篇：VC预编译代码文件
下一篇：Epoll vs. IOCP
查看评论
31楼 lovenanforever 4天前 14:59发表 [回复]
编译过了,但是在测试的时候
开一个客户链接没有问题,要是开多个客户端链接就会报
Bad file descriptor
你自己有测试过吗?
30楼 lovenanforever 5天前 17:40发表 [回复]
看懂了 , 多谢了
29楼 lovenanforever 5天前 16:27发表 [回复]
包的看的好晕
28楼 helisong427 2013-04-18 17:07发表 [回复]
楼主你好，我有一个疑问：
[cpp] view plaincopy
for(int i = 0; i < fds; i++){
myevent_s *ev = (struct myevent_s*)events[i].data.ptr;
if((events[i].events&EPOLLIN)&&(ev->events&EPOLLIN)) // read event
{
ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);
}
if((events[i].events&EPOLLOUT)&&(ev->events&EPOLLOUT)) // write event
{
ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);
}
上面这段代码是获取了所有事件，执行事件的回调，这些事件的回调是顺序执行的呀，也就是说再网络连接上实现了异步，但是在后继的业务上面实际没有实现的，是单线程在顺序执行，如果是这样的话，怎么让这里也实现异步呢？
27楼 liwenjie356331 2013-04-02 17:01发表 [回复]
写得很漂亮，多谢分享。
测试代码后发现有个小问题：
在RecvData之后，EventSet将数据清空了，SendData将会发送空数据。
觉得应该加上业务逻辑这一小步，RecvData后做业务逻辑处理，再将处理后的结果copy到myevent_s结构体，再EventAdd到OS，等待OS调用SendData。
逻辑处理这一步的嵌入位置很重要，多这一步参照的话，代码的数据流走向明确很多了。
26楼 cdjlove 2013-03-26 11:45发表 [回复]
谢谢作者，写得挺好，就是代码封装的太好了，我一时看不懂。等用到的时候慢慢学习吧。
25楼 sunjiankirk 2013-03-21 22:21发表 [回复]
epoll里
handleEvent(events
);//是否应该是events[i]?
24楼 userguanguan 2013-03-21 19:18发表 [回复]
[cpp] view plaincopy
void SendData(int fd, int events, void *arg)
{
struct myevent_s *ev = (struct myevent_s*)arg;
int len;
// 5. 这个len值的有几种情况，出现情况的原因？请详细解释一下，发送与接收的情况一样？
len = send(fd, ev->buff, ev->len, 0);
ev->len = 0;
EventDel(g_epollFd, ev);
if(len > 0)
{
//6. 为什么更新事件状态后，又把事件添加呢？与3相同
EventSet(ev, fd, RecvData, ev);
EventAdd(g_epollFd, EPOLLIN|EPOLLET, ev);
}
else
{
close(ev->fd);
printf("recv[fd=%d] error[%d]/n", fd, errno);
}
}
5〜6 不是很明白，辛苦楼主解答。因为评论不能超1000字符。分了两段〜
Re: sparkliang 2013-03-22 09:46发表 [回复]
回复userguanguan：recv/send的返回值建议仔细了解一下socket编程的知识。
3、6这两个问题，对于LT模式，对于OUT事件，因为只要发送缓冲区空闲，就会通知，所以不能一直注册。IN事件则没关系，只有接收缓冲区有数据才会通知。
Re: userguanguan 2013-03-22 10:39发表 [回复]
回复sparkliang：查了recv/send的返回值，明白了〜
recv
RETURN VALUES
These calls return the number of bytes received, or -1 if an error occurred.
For TCP sockets, the return value 0 means the peer has closed its halfside of the connection.
send
RETURN VALUES
Upon successful completion, the number of bytes which were sent is
returned. Otherwise, -1 is returned and the global variable errno is set
to indicate the error.
发出来，希望对其他人有用〜
23楼 userguanguan 2013-03-21 19:17发表 [回复]
[cpp] view plaincopy
void RecvData(int fd, int events, void *arg)
{
struct myevent_s *ev = (struct myevent_s*)arg;
int len;
// receive data
// 1. 这个len值的有几种情况，出现情况的原因？
len = recv(fd, ev->buff, sizeof(ev->buff)-1, 0);
// 2. 为什么要删除？
EventDel(g_epollFd, ev);
if(len > 0)
{
ev->len = len;
ev->buff[len] = '/0';
printf("C[%d]:%s/n", fd, ev->buff);
// change to send event
// 3. 为什么更新事件状态后，又把事件添加呢？
EventSet(ev, fd, SendData, ev);
EventAdd(g_epollFd, EPOLLOUT|EPOLLET, ev);
}
else if(len == 0)
{
// 4. len == 0时，代表成功？ 可以关闭事件？
close(ev->fd);
printf("[fd=%d] closed gracefully./n", fd);
}
else
{
close(ev->fd);
printf("recv[fd=%d] error[%d]:%s/n", fd, errno, strerror(errno));
}
}
1 ~ 4 辛苦解答〜
22楼 cpuufo 2013-03-21 16:44发表 [回复]
if(duration >= 60) // 60s timeout
198. {
199. close(g_Events[checkPos].fd);
200. printf("[fd=%d] timeout[%d--%d]./n", g_Events[checkPos].fd, g_Events[checkPos].last_active, now);
201. EventDel(g_epollFd, &g_Events[checkPos]);
202. }
为什么我在网页刷新时候每次都是过来60秒，超时了（打印出timeout）之后才传输成功？求解答
Re: sparkliang 2013-03-22 15:45发表 [回复]
回复cpuufo：应该也是ET导致的问题，改成LT就可以了
21楼 你妹的特盗不 2013-03-18 18:12发表 [回复] [引用] [举报]
[cpp] view plaincopy
void SockClientThread(LPVOID lPvoid)
{char recvBuf[MSGSIZE]="10.12.18.5";
SOCKET sockClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//tcp
SOCKADDR_IN addrSrv;
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr(recvBuf);
addrSrv.sin_family=AF_INET;
addrSrv.sin_port=htons(PORT);
TRACE("Connect to %s %d\n",recvBuf,lPvoid);
if(connect(sockClient,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR)))//connect to server.
{TRACE("connect Timer Server Fail.\n");return;}
sprintf_s(recvBuf,sizeof(recvBuf),"Thread %d",lPvoid);
send(sockClient,recvBuf,strlen(recvBuf),0);
TRACE("Ready To Reve data %d\n",lPvoid);
recv(sockClient,recvBuf,MSGSIZE,0);//recv data.
closesocket(sockClient);//close remoteconnect.
TRACE("Get Buffer =>%s =>thread:%d\n",recvBuf,lPvoid);
}
HANDLE hand[10];
for (int x=0;x<10;x++)
{
hand[x]=CreateThread(NULL,NULL,(LPTHREAD_START_ROUTINE)&SockClientThread,(LPVOID)(x),NULL,NULL);
}
WaitForMultipleObjects( 10 , hand , TRUE , INFINITE );
TRACE("Test End:\n");
内容来自用户分享和网络整理，不保证内容的准确性，如有侵权内容，可联系管理员处理 
相关文章推荐
- Linux Epoll介绍和程序实例
- Linux Epoll介绍和程序实例
- Linux Epoll介绍和程序实例
- Linux Epoll介绍和程序实例
- Linux Epoll介绍和程序实例
- Linux Epoll介绍和程序实例
- Linux Epoll介绍和程序实例
- Linux Epoll介绍和程序实例
- Linux Epoll介绍和程序实例
- Linux Epoll介绍和程序实例
- Linux Epoll介绍和程序实例
- Linux Epoll介绍和程序实例
- Linux Epoll介绍和程序实例
- Linux Epoll介绍和程序实例
- Linux Epoll介绍和程序实例
- Linux Epoll介绍和程序实例
- Linux Epoll介绍和程序实例
- Linux Epoll介绍和程序实例
- Linux Epoll介绍和程序实例
- Linux Epoll介绍和程序实例