Linux下EPoll通信模型简析

Linux下EPoll通信模型简析 EPoll通信模型简介：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，事件中包含对应的文件描述符以及事件类型，这样应用程序可以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（不需要依次遍历所有的SOCKET，而只是对活跃SOCKET进行事件处理）。  www.2cto.com   基本步骤：
 擅长对大量并发用户的请求进行及时处理，完成服务器与客户端的数据交互。一个简单实现步骤如下：  (1) 创建侦听socket：ListenSock，将该描述符设定为非阻塞模式，调用Listen()函数在该套接字上侦听连接请求. (2) 使用epoll_create()函数创建文件描述，设定可管理的最大socket描述符数目。  (3) 将ListenSock注册进EPoll中进行监测 (4) EPoll监视启动，epoll_wait()等待epoll事件发生。 (5）如果epoll事件表明有新的连接请求，则调用accept()函数，并将新建立连接添加到EPoll中。若为读写或者报错等，调用对应的Handle进行处理。 (6) 继续监视，直至停止。 通信主体框架：
 注：上诉过程只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，常常将EPOLL监听到的事件交给其他专门的任务线程进行处理，以提高EPoll监视的效率。 主要涉及API1.EPoll创建 int epoll_create(int size)  该函数生成一个epoll专用文件描述符，其中的参数是指定生成描述符的最大范围。在linux-2.4.32内核中根据size大小初始化哈希表的大小，在linux2.6.10内核中该参数无用，使用红黑树管理所有的文件描述符，而不是hash。   www.2cto.com    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述符上的事件，可以注册事件，修改事件，删除事件。  参数：epfd：由 epoll_create 生成的epoll专用文件描述符； op：操作类型，有如下取值：   EPOLL_CTL_ADD 注册、EPOLL_CTL_MOD 修改、 EPOLL_CTL_DEL 删除   fd：要控制的文件描述符；   event：指向epoll_event的指针； 如果调用成功返回0,不成功返回-1epoll_event 结构体的events字段是表示感兴趣的事件，取值为： EPOLLIN：表示对应的文件描述符可以读；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；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：表示对应的文件描述符有事件发生； 3、事件等待函数 int epoll_wait(int epfd,struct epoll_event * events,int maxevents,int timeout)   该函数用于轮询I/O事件的发生；  参数： epfd:由epoll_create 生成的epoll专用的文件描述符；             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立即返回    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 */   };  www.2cto.com  一般我们在编程时，利用event变量存储事件对应的文件描述符以及事件类型。 实例代码服务器段代码int EPollServer(){      int  srvPort = 6888;     initSrvSocket(srvPort);      /* 创建 epoll 句柄，把监听socket加入到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;         }          /* 处理所有事件 */         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)    {  www.2cto.com          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，发送给服务器端，服务器端在原样返回，客户端再接收并予以显示 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) {  www.2cto.com  printf("echoclient: server terminated prematurely/n");break;}write(STDOUT_FILENO, recvline, n);
 //如果用标准库的缓存流输出有时会出现问题//fputs(recvline, stdout);}} 运行结果（Linux下截图麻烦，直接复制控制台结果）
 客户端： administrator@ubuntu:~$ ./echoclient welcome to echoclient123456123456服务器端： administrator@ubuntu:~/source/EPollProject$ ./EPoll epollEngine startup port 6888handleEvent function, HANDLE: 3, EVENT is 1 Accept Connection: 5handleEvent function, HANDLE: 5, EVENT is 1RecvData function  www.2cto.com  SOCKET HANDLE: 5: CONTENT: 123456content is 123456SendData functionSendData: 123456 注：1.此处只是学习了EPoll基本模型，在实际应用中，为了提高EPoll模型的监视效率，一般在监视线程中只做监视，不过事件处理工作，而是将事件交付其他线程处理。
 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闲线程进行处理。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。 完整代码已上传至： http://www.oschina.net/code/snippet_100374_11184包含客户端，服务器端  作者 西昆仑