epoll的使用

在linux的网络编程中，很长的时间都在使用select来做事件触发。在linux新的内核中，有了一种替换它的机制，就是epoll。
相比于select，epoll最大的好处在于它不会随着监听fd数目的增长而降低效率。因为在内核中的select实现中，它是采用轮询来处理的，轮询的fd数目越多，自然耗时越多。并且，在linux/posix_types.h头文件有这样的声明：
#define __FD_SETSIZE    1024
表示select最多同时监听1024个fd，当然，可以通过修改头文件再重编译内核来扩大这个数目，但这似乎并不治本。

epoll的接口非常简单，一共就三个函数：
1. 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。

2. 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fd到epfd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： 将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

3. 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。

4、关于ET、LT两种工作模式：
可以得出这样的结论:
ET模式仅当状态发生变化的时候才获得通知,这里所谓的状态的变化并不包括缓冲区中还有未处理的数据,也就是说,如果要采用ET模式,需要一直read/write直到出错为止,很多人反映为什么采用ET模式只接收了一部分数据就再也得不到通知了,大多因为这样;而LT模式是只要有数据没有处理就会一直通知下去的.

那么究竟如何来使用epoll呢？其实非常简单。
通过在包含一个头文件#include <sys/epoll.h> 以及几个简单的API将可以大大的提高你的网络服务器的支持人数。

首先通过create_epoll(int maxfds)来创建一个epoll的句柄，其中maxfds为你epoll所支持的最大句柄数。这个函数会返回一个新的epoll句柄，之后的所有操作将通过这个句柄来进行操作。在用完之后，记得用close()来关闭这个创建出来的epoll句柄。

之后在你的网络主循环里面，每一帧的调用epoll_wait(int epfd, epoll_event events, int max events, int timeout)来查询所有的网络接口，看哪一个可以读，哪一个可以写了。基本的语法为：
nfds = epoll_wait(kdpfd, events, maxevents, -1);
其中kdpfd为用epoll_create创建之后的句柄，events是一个epoll_event*的指针，当epoll_wait这个函数操作成功之后，epoll_events里面将储存所有的读写事件。max_events是当前需要监听的所有socket句柄数。最后一个timeout是 epoll_wait的超时，为0的时候表示马上返回，为-1的时候表示一直等下去，直到有事件范围，为任意正整数的时候表示等这么长的时间，如果一直没有事件，则范围。一般如果网络主循环是单独的线程的话，可以用-1来等，这样可以保证一些效率，如果是和主逻辑在同一个线程的话，则可以用0来保证主循环的效率。

epoll_wait范围之后应该是一个循环，遍利所有的事件。

几乎所有的epoll程序都使用下面的框架：

for( ; ; )
    {
        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
            }
        }
    }

下面给出一个完整的服务器端例子：


#include <iostream>
#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>

using namespace std;

#define MAXLINE 5
#define OPEN_MAX 100
#define LISTENQ 20
#define SERV_PORT 5000
#define INFTIM 1000

void setnonblocking(int sock)
{
    int opts;
    opts=fcntl(sock,F_GETFL);
    if(opts<0)
    {
        perror("fcntl(sock,GETFL)");
        exit(1);
    }
    opts = opts|O_NONBLOCK;
    if(fcntl(sock,F_SETFL,opts)<0)
    {
        perror("fcntl(sock,SETFL,opts)");
        exit(1);
    }
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    int i, maxi, listenfd, connfd, sockfd,epfd,nfds, portnumber;
    ssize_t n;
    char line[MAXLINE];
    socklen_t clilen;

if ( 2 == argc )
    {
        if( (portnumber = atoi(argv[1])) < 0 )
        {
            fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber/a/n",argv[0]);
            return 1;
        }
    }
    else
    {
        fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber/a/n",argv[0]);
        return 1;
    }

//声明epoll_event结构体的变量,ev用于注册事件,数组用于回传要处理的事件

struct epoll_event ev,events[20];
    //生成用于处理accept的epoll专用的文件描述符

epfd=epoll_create(256);
    struct sockaddr_in clientaddr;
    struct sockaddr_in serveraddr;
    listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    //把socket设置为非阻塞方式

//setnonblocking(listenfd);

//设置与要处理的事件相关的文件描述符

ev.data.fd=listenfd;
    //设置要处理的事件类型

ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
    //ev.events=EPOLLIN;

//注册epoll事件

epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev);
    bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr));
    serveraddr.sin_family = AF_INET;
    char *local_addr="127.0.0.1";
    inet_aton(local_addr,&(serveraddr.sin_addr));//htons(portnumber);

serveraddr.sin_port=htons(portnumber);
    bind(listenfd,(sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr));
    listen(listenfd, LISTENQ);
    maxi = 0;
    for ( ; ; ) {
        //等待epoll事件的发生

nfds=epoll_wait(epfd,events,20,500);
        //处理所发生的所有事件

for(i=0;i<nfds;++i)
        {
            if(events[i].data.fd==listenfd)//如果新监测到一个SOCKET用户连接到了绑定的SOCKET端口，建立新的连接。

{
                connfd = accept(listenfd,(sockaddr *)&clientaddr,&clilen);
                if(connfd<0){
                    perror("connfd<0");
                    exit(1);
                }
                //setnonblocking(connfd);

char *str = inet_ntoa(clientaddr.sin_addr);
                cout << "accapt a connection from " << str << endl;
                //设置用于读操作的文件描述符

ev.data.fd=connfd;
                //设置用于注测的读操作事件

ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
                //ev.events=EPOLLIN;

//注册ev

epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,connfd,&ev);
            }
            else if(events[i].events&EPOLLIN)//如果是已经连接的用户，并且收到数据，那么进行读入。

{
                cout << "EPOLLIN" << endl;
                if ( (sockfd = events[i].data.fd) < 0)
                    continue;
                if ( (n = read(sockfd, line, MAXLINE)) < 0) {
                    if (errno == ECONNRESET) {
                        close(sockfd);
                        events[i].data.fd = -1;
                    } else
                        std::cout<<"readline error"<<std::endl;
                } else if (n == 0) {
                    close(sockfd);
                    events[i].data.fd = -1;
                }
                line[n] = ‘/0‘;
                cout << "read " << line << endl;
                //设置用于写操作的文件描述符

ev.data.fd=sockfd;
                //设置用于注测的写操作事件

ev.events=EPOLLOUT|EPOLLET;
                //修改sockfd上要处理的事件为EPOLLOUT

//epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev);

}
            else if(events[i].events&EPOLLOUT) // 如果有数据发送

{
                sockfd = events[i].data.fd;
                write(sockfd, line, n);
                //设置用于读操作的文件描述符

ev.data.fd=sockfd;
                //设置用于注测的读操作事件

ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
                //修改sockfd上要处理的事件为EPOLIN

epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev);
            }
        }
    }
    return 0;
}

引用:http://blog.csdn.net/ljx0305/article/details/4065058

时间： 2024-12-27 18:35:36

epoll的使用的相关文章

UDT中epoll对CLOSE状态的处理

epoll_wait()返回可用uid时,对uid取状态,本该是BROKEN的,却取到CLOSED,然而,不能像处理BROKEN事件那样处理CLOSED事件,这样移除不了CLOSED事件,于是epoll_wait不断返回该uid,就造成了死循环.跟踪代码至底层,寻找原因. int CUDTUnited::epoll_remove_usock(const int eid, const UDTSOCKET u) { int ret = m_EPoll.remove_usock(eid, u); CU

linux IO复用(epoll)小记

一.epoll简介 epoll是Linux内核为处理大批量文件描述符而作了改进的poll, 是Linux下多路复用IO接口select/poll的增强版本, 它能显著提高程序在大量并发连接中只有少量活跃的情况下的系统CPU利用率.另一点原因就是获取事件的时候, 它无须遍历整个被侦听的描述符集, 只要遍历那些被内核IO事件异步唤醒而加入Ready队列的描述符集合就行了. 二.epoll的API函数 1. 句柄创建函数 int epoll_create(int size); 创建一个epoll的句柄

使用epoll编写TCP服务器端

epoll:结合了select与poll的优点,以及优化了它们的不足,来实现同时控制多个句柄,以此来实现多路复用.它也是使用文件系统的相关信息来实现的 它所使用的三个系统调用函数 1.epoll_create函数 创建一个句柄,size大小可不关心,该句柄会占用一个文件描述符位置 2.epoll_ctl函数,它需要使用一个结构体告诉内核需监听什么事件 它为一个事件注册函数,先将要监听的何种事件进行注册,不同于select函数,它是在监听的时候就要告诉是何种事件 op指要对某个描述符进行何种操作(

多路复用之select、epoll、poll

IO的多路复用:一个进程可以监视多个描述符,一旦某个描述符读就绪或写就绪,能够通知进程程序进行相应的读写操作 使用场景: 1.当客户处理多个描述符(网络套接口)或一个客户同时处理多个套接口 2.TCP服务器既要处理监听套接口又要处理已经连接的套接口 3.一个服务器处理多个服务或多个协议也要使用I/O复用 与多进程和多线程相比,I/O多路复用最大优点系统开销小,系统也不必创建进程或线程,因而也不用维护这些进程和线程 支持I/O多路复用的系统调用:select.poll.epoll本质上都是同步IO

Linux中的select，poll，epoll模型

Linux中的 select,poll,epoll 都是IO多路复用的机制. select select最早于1983年出现在4.2BSD中,它通过一个select()系统调用来监视多个文件描述符的数组,当select()返回后,该数组中就绪的文件描述符便会被内核修改标志位,使得进程可以获得这些文件描述符从而进行后续的读写操作.select目前几乎在所有的平台上支持,其良好跨平台支持也是它的一个优点,事实上从现在看来,这也是它所剩不多的优点之一.select的一个缺点在于单个进程能够监视的文件描

select、poll、epoll之间的区别总结[整理]

select,poll,epoll都是IO多路复用的机制.I/O多路复用就通过一种机制,可以监视多个描述符,一旦某个描述符就绪(一般是读就绪或者写就绪),能够通知程序进行相应的读写操作.但select,poll,epoll本质上都是同步I/O,因为他们都需要在读写事件就绪后自己负责进行读写,也就是说这个读写过程是阻塞的,而异步I/O则无需自己负责进行读写,异步I/O的实现会负责把数据从内核拷贝到用户空间.关于这三种IO多路复用的用法,前面三篇总结写的很清楚,并用服务器回射echo程序进行了测试.

基于epoll的聊天室程序

epoll相对于poll和select这两个多路复用的I/O模型更加的高效.epoll的函数很简单,麻烦的地方在于水平触发和边沿触发. 用张图来说明下 ET(边沿)只是在状态反转时触发,比如从不可读到可读.而LT(水平)就是如果可读,就会一直触发.所以在使用ET的时候要做一些额外的处理,比如可读的,一直把缓冲区读完,进入不可读状态,下次来数据才会触发. 下面贴出代码,只是一个简单的练习的例子socketheads.h C++ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

IO多路复用--epoll详解

epoll 或者 kqueue 的原理是什么? [转自知乎] Epoll 引入简介 首先我们来定义流的概念,一个流可以是文件,socket,pipe等等可以进行I/O操作的内核对象. 不管是文件,还是套接字,还是管道,我们都可以把他们看作流.之后我们来讨论I/O的操作,通过read,我们可以从流中读入数据:通过write,我们可以往流写入数据.现在假定一个情形,我们需要从流中读数据,但是流中还没有数据,(典型的例子为,客户端要从socket读如数据,但是服务器还没有把数据传回来),这时候该怎么办

I/O多路转接-epoll

By francis_hao    Aug 5,2017 APUE讲多路转接的章节介绍了select.pselect和poll函数.而epoll是linux内核在2.5.44引入的.在glibc 2.3.2添加了支持. epoll_create – 打开一个epoll文件描述符 epoll_ctl – 控制epoll文件描述符接口 epoll_wait – 在epoll文件描述符上等待一个I/O事件 概述 #include <sys/epoll.h>int epoll_create(int s

UDT中的epoll

epoll 是为处理大量句柄而改进的poll,在UDT中也有支持.UDT使用了内核提供的epoll,主要是epoll_create,epoll_wait,epoll_ctl,UDT定义了CEPollDesc这个结构来管理epoll的描述符和套接字. struct CEPollDesc { int m_iID;                                // epoll ID std::set<UDTSOCKET> m_sUDTSocksOut;       // set o