EPoll基于I/O的事件通知机制,由系统通知用户那些SOCKET触发了那些相关I/O事件。事件中包括相应的文件描写叙述符以及事件类型。这样应用程序能够针对事件以及事件的source做相应的处理(Acception,Read,Write,Error)。
相比原先的SELECT模型(用户主动依次检查SOCKET),变成被动等待系统告知处于活跃状态的SOCKET,性能提升不少(不须要依次遍历全部的SOCKET,而仅仅是对活跃SOCKET进行事件处理)。
基本步骤:
擅长对大量并发用户的请求进行及时处理。完毕server与client的数据交互。一个简单实现过程例如以下:
(1) 创建侦听socket:ListenSock,将该描写叙述符设定为非堵塞模式。调用Listen()函数在该套接字上侦听连接请求。
(2) 使用epoll_create()函数创建文件描写叙述,设定可管理的最大socket描写叙述符数目。
(3) 将ListenSock注冊进EPoll中进行监測
(4) EPoll监视启动。epoll_wait()等待epoll事件发生。
(5)假设epoll事件表明有新的连接请求,则调用accept()函数。并将新建立连接加入到EPoll中。若为读写或者报错等,调用相应的Handle进行处理。
(6) 继续监视。直至停止。
上诉过程仅仅是一个简单的线性实例。在实际的应用过程中,为了提高监视效率,经常将EPOLL监听到的事件交给其它专门的任务线程进行处理,以提高EPoll监视的效率。
主要涉及API
1.EPoll创建
int epoll_create(int size)
该函数生成一个epoll专用文件描写叙述符。当中的參数是指定生成描写叙述符的最大范围。在linux-2.4.32内核中依据size大小初始化哈希表的大小,在linux2.6.10内核中该參数无用,使用红黑树管理全部的文件描写叙述符,而不是hash.
2、epoll_ctl函数
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)
该函数用于控制某个文件描写叙述符上的事件。能够注冊事件,改动事件,删除事件。
參数:epfd:由 epoll_create 生成的epoll专用文件描写叙述符;
op:操作类型,有例如以下取值:
EPOLL_CTL_ADD 注冊、
EPOLL_CTL_MOD 改动、
EPOLL_CTL_DEL 删除
fd:要控制的文件描写叙述符;
event:指向epoll_event的指针; 假设调用成功返回0,不成功返回-1
epoll_event 结构体的events字段是表示感兴趣的事件,取值为:
EPOLLIN:表示相应的文件描写叙述符能够读;
EPOLLOUT:表示相应的文件描写叙述符能够写;
EPOLLPRI:表示相应的文件描写叙述符有紧急的数据可读;
EPOLLERR:表示相应的文件描写叙述符错误发生;
EPOLLHUP:表示相应的文件描写叙述符被挂断;
EPOLLET:表示相应的文件描写叙述符有事件发生;
3、事件等待函数
int epoll_wait(int epfd,struct epoll_event * events,intmaxevents,int timeout)
该函数用于轮询I/O事件的发生;
參数: epfd:由epoll_create 生成的epoll专用的文件描写叙述符;
epoll_event:用于回传等待处理的事件数组;
maxevents:每次能处理的事件数;
timeout:等待I/O事件发生的超时值(ms);-1永不超时,直到有事件产生才触发。0马上返回
主要数据结构:
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 */
};
一般我们在编程时,利用event变量存储事件相应的文件描写叙述符以及事件类型。
实例代码
server段代码
int EPollServer()
{
int srvPort = 6888;
initSrvSocket(srvPort);
/* 创建 epoll 句柄,把监听socket增加到epoll集合里 */
epollfd = epoll_create(MAX_EVENTS);
struct epoll_event event;
event.events = EPOLLIN | EPOLLET;
event.data.fd = srvfd;
if ( epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, srvfd, &event) < 0 )
{
printf(“epoll Add Failed: fd=%d\n”, srvfd);
return -1;
}
printf( “epollEngine startup:port %d”, srvPort);
while(1)
{
/*等待事件发生*/
int nfds = epoll_wait(epollfd, eventList, MAX_EVENTS, -1);
if ( nfds == -1 )
{
printf( “epoll_wait”);
continue;
}
/* 处理全部事件 */
int n = 0;
for (; n < nfds; n++)
handleEvent(eventList + n);
}
close(epollfd);
close(srvfd);
};
在事件处理handleEvent中(分为连接事件处理以及数据接收发送事件)
void handleEvent(struct epoll_event* pEvent)
{
if (pEvent->data.fd == srvfd)
{
AcceptConn(srvfd);
}else{
RecvData(pEvent->data.fd);
SendData(pEvent->data.fd);
epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_DEL, pEvent->data.fd, pEvent);
}
}
//从标准输入读取数据,发送给server端,server端在原样返回。client再接收并予以显示
void handle(int sockfd)
{
char sendline[MAXLINE];
char recvline[MAXLINE];
int n;
for (;;) {
if (fgets(sendline, MAXLINE, stdin) == NULL)
break;
if (read(STDIN_FILENO, sendline, MAXLINE) == 0)
break;
n = write(sockfd, sendline, strlen(sendline));
n = read(sockfd, recvline, MAXLINE);
if (n == 0) {
printf(“echoclient: server terminatedprematurely\n”);
break;
}
write(STDOUT_FILENO, recvline, n);
//假设用标准库的缓存流输出有时会出现故障
//fputs(recvline, stdout);
}
}
执行结果(Linux下截图麻烦,直接复制控制台结果)
client:
administrator@ubuntu:~$ ./echoclient
welcome to echoclient
123456
123456
server端:
administrator@ubuntu:~/source/EPollProject$ ./EPoll
epollEngine startup port 6888
handleEvent function, HANDLE: 3, EVENT is 1
Accept Connection: 5
handleEvent function, HANDLE: 5, EVENT is 1
RecvData function
SOCKET HANDLE: 5: CONTENT: 123456
content is 123456
SendData function
SendData: 123456
注:
1.此处仅仅是学习了EPoll基本模型。在实际应用中。为了提高EPoll模型的监视效率,一般在监视线程中仅仅做监视,只是事件处理工作,而是将事件交付其它线程处理。
2. 为了提高事件处理的效率,所以我们尽量避免在有事件时开辟线程处理,处理完关闭。一般在系统启动时会创建线程池。将事件交与线程池中的空暇线程进行处理。在事件的处理过程中不会有县城的创建、销毁等操作。效率也提高了。