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epoll模型實(shí)例（轉(zhuǎn)載）

epoll學(xué)習(xí)筆記

epoll有兩種模式,Edge Triggered(簡(jiǎn)稱ET) 和 Level Triggered(簡(jiǎn)稱LT).在采用這兩種模式時(shí)要注意的是,如果采用ET模式,那么僅當(dāng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)才會(huì)通知,而采用LT模式類似于原來的 select/poll操作,只要還有沒有處理的事件就會(huì)一直通知.

以代碼來說明問題:
首先給出server的代碼,需要說明的是每次accept的連接,加入可讀集的時(shí)候采用的都是ET模式,而且接收緩沖區(qū)是5字節(jié)的,也就是每次只接收5字節(jié)的數(shù)據(jù):

#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 i, maxi, listenfd, connfd, sockfd,epfd,nfds;
    ssize_t n;
    char line[MAXLINE];
    socklen_t clilen;
     // 聲明epoll_event結(jié)構(gòu)體的變量,ev用于注冊(cè)事件,數(shù)組用于回傳要處理的事件
    struct epoll_event ev,events[ 20 ];
     // 生成用于處理accept的epoll專用的文件描述符
    epfd = epoll_create( 256 );
    struct sockaddr_in clientaddr;
    struct sockaddr_in serveraddr;
    listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0 );
     // 把socket設(shè)置為非阻塞方式
     // setnonblocking(listenfd);
     // 設(shè)置與要處理的事件相關(guān)的文件描述符
    ev.data.fd = listenfd;
     // 設(shè)置要處理的事件類型
    ev.events = EPOLLIN|EPOLLET;
     // ev.events = EPOLLIN;
     // 注冊(cè)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(SERV_PORT);
    serveraddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
    bind(listenfd,(sockaddr * ) & serveraddr, sizeof(serveraddr));
    listen(listenfd, LISTENQ);
    maxi = 0 ;
     for ( ; ; ) {
         // 等待epoll事件的發(fā)生
        nfds = epoll_wait(epfd,events, 20 , 500 );
         // 處理所發(fā)生的所有事件
         for (i = 0 ;i < nfds; ++ i)
        {
             if (events[i].data.fd == listenfd)
            {

                clilen=sizeof(struct sockaddr);
                connfd = accept(listenfd,(struct 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;
                 // 設(shè)置用于讀操作的文件描述符
                ev.data.fd = connfd;
                 // 設(shè)置用于注測(cè)的讀操作事件
                ev.events = EPOLLIN|EPOLLET;
                 // ev.events = EPOLLIN;
                 // 注冊(cè)ev
                epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,connfd, & ev);
            }
             else if (events[i].events & EPOLLIN)
            {
                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;
                 // 設(shè)置用于寫操作的文件描述符
                ev.data.fd = sockfd;
                 // 設(shè)置用于注測(cè)的寫操作事件
                ev.events = EPOLLOUT|EPOLLET;
                 // 修改sockfd上要處理的事件為EPOLLOUT
                 // epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd, & ev);
            }
             else if (events[i].events & EPOLLOUT)
            {
                sockfd = events[i].data.fd;
                write(sockfd, line, n);
                 // 設(shè)置用于讀操作的文件描述符
                ev.data.fd = sockfd;
                 // 設(shè)置用于注測(cè)的讀操作事件
                ev.events = EPOLLIN|EPOLLET;
                 // 修改sockfd上要處理的事件為EPOLIN
                epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd, & ev);
            }
        }
    }
    return 0 ;
}

下面給出測(cè)試所用的Perl寫的client端,在client中發(fā)送10字節(jié)的數(shù)據(jù),同時(shí)讓client在發(fā)送完數(shù)據(jù)之后進(jìn)入死循環(huán), 也就是在發(fā)送完之后連接的狀態(tài)不發(fā)生改變--既不再發(fā)送數(shù)據(jù), 也不關(guān)閉連接,這樣才能觀察出server的狀態(tài):

#! / usr / bin / perl

use IO::Socket;

my $host = " 127.0.0.1 " ;
my $port = 5000 ;

my $socket = IO::Socket::INET -> new ( " $host:$port " ) or die " create socket error $@ " ;
my $msg_out = " 1234567890 " ;
print $socket $msg_out;
print " now send over, go to sleep

\n " ;

while ( 1 )
{
sleep( 1 );
}

運(yùn)行server和client發(fā)現(xiàn),server僅僅讀取了5字節(jié)的數(shù)據(jù),而client其實(shí)發(fā)送了10字節(jié)的數(shù)據(jù),也就是說,server僅當(dāng)?shù)谝淮? 監(jiān)聽到了EPOLLIN事件,由于沒有讀取完數(shù)據(jù),而且采用的是ET模式,狀態(tài)在此之后不發(fā)生變化,因此server再也接收不到EPOLLIN事件了.
(友情提示:上面的這個(gè)測(cè)試客戶端,當(dāng)你關(guān)閉它的時(shí)候會(huì)再次出發(fā)IO可讀事件給server,此時(shí)server就會(huì)去讀取剩下的5字節(jié)數(shù)據(jù)了,但是這一事件與前面描述的ET性質(zhì)并不矛盾.)

如果我們把client改為這樣:

\n " ;
sleep( 5 );
print " 5 second gone

send another line\n " ;
print $socket $msg_out;

while ( 1 )
{
sleep( 1 );
}

可以發(fā)現(xiàn),在server接收完5字節(jié)的數(shù)據(jù)之后一直監(jiān)聽不到client的事件,而當(dāng)client休眠5秒之后重新發(fā)送數(shù)據(jù),server再次監(jiān)聽到了變化,只不過因?yàn)橹皇亲x取了5個(gè)字節(jié),仍然有10個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)(client第二次發(fā)送的數(shù)據(jù))沒有接收完.

如果上面的實(shí)驗(yàn)中,對(duì)accept的socket都采用的是LT模式,那么只要還有數(shù)據(jù)留在buffer中,server就會(huì)繼續(xù)得到通知,讀者可以自行改動(dòng)代碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

基于這兩個(gè)實(shí)驗(yàn),可以得出這樣的結(jié)論:ET模式僅當(dāng)狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)候才獲得通知,這里所謂的狀態(tài)的變化并不包括緩沖區(qū)中還有未處理的數(shù)據(jù),也就是說,如果要采用ET模式,需要一直read/write直到出錯(cuò)為止,很多人反映為什么采用ET模式只接收了一部分?jǐn)?shù)據(jù)就再也得不到通知了,大多因?yàn)檫@樣;而LT 模式是只要有數(shù)據(jù)沒有處理就會(huì)一直通知下去的.

補(bǔ)充說明一下這里一直強(qiáng)調(diào)的"狀態(tài)變化"是什么:

1)對(duì)于監(jiān)聽可讀事件時(shí),如果是socket是監(jiān)聽socket,那么當(dāng)有新的主動(dòng)連接到來為狀態(tài)發(fā)生變化;對(duì)一般的socket而言,協(xié)議棧中相應(yīng)的緩沖區(qū)有新的數(shù)據(jù)為狀態(tài)發(fā)生變化.但是,如果在一個(gè)時(shí)間同時(shí)接收了N個(gè)連接(N>1),但是監(jiān)聽socket只accept了一個(gè)連接,那么其它未 accept的連接將不會(huì)在ET模式下給監(jiān)聽socket發(fā)出通知,此時(shí)狀態(tài)不發(fā)生變化;對(duì)于一般的socket,就如例子中而言,如果對(duì)應(yīng)的緩沖區(qū)本身已經(jīng)有了N字節(jié)的數(shù)據(jù),而只取出了小于N字節(jié)的數(shù)據(jù),那么殘存的數(shù)據(jù)不會(huì)造成狀態(tài)發(fā)生變化.

2)對(duì)于監(jiān)聽可寫事件時(shí),同理可推,不再詳述.

而不論是監(jiān)聽可讀還是可寫,對(duì)方關(guān)閉socket連接都將造成狀態(tài)發(fā)生變化,比如在例子中,如果強(qiáng)行中斷client腳本,也就是主動(dòng)中斷了socket連接,那么都將造成server端發(fā)生狀態(tài)的變化,從而server得到通知,將已經(jīng)在本方緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)讀出.

把前面的描述可以總結(jié)如下:僅當(dāng)對(duì)方的動(dòng)作(發(fā)出數(shù)據(jù),關(guān)閉連接等)造成的事件才能導(dǎo)致狀態(tài)發(fā)生變化,而本方協(xié)議棧中已經(jīng)處理的事件(包括接收了對(duì)方的數(shù) 據(jù),接收了對(duì)方的主動(dòng)連接請(qǐng)求)并不是造成狀態(tài)發(fā)生變化的必要條件,狀態(tài)變化一定是對(duì)方造成的.所以在ET模式下的,必須一直處理到出錯(cuò)或者完全處理完畢,才能進(jìn)行下一個(gè)動(dòng)作,否則可能會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤.

另外,從這個(gè)例子中,也可以闡述一些基本的網(wǎng)絡(luò)編程概念.首先,連接的兩端中,一端發(fā)送成功并不代表著對(duì)方上層應(yīng)用程序接收成功, 就拿上面的client測(cè)試程序來說,10字節(jié)的數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送成功,但是上層的server并沒有調(diào)用read讀取數(shù)據(jù),因此發(fā)送成功僅僅說明了數(shù)據(jù)被對(duì) 方的協(xié)議棧接收存放在了相應(yīng)的buffer中,而上層的應(yīng)用程序是否接收了這部分?jǐn)?shù)據(jù)不得而知;同樣的,讀取數(shù)據(jù)時(shí)也只代表著本方協(xié)議棧的對(duì)應(yīng) buffer中有數(shù)據(jù)可讀,而此時(shí)時(shí)候在對(duì)端是否在發(fā)送數(shù)據(jù)也不得而知.

posted on 2011-03-02 12:22 周強(qiáng) 閱讀(622) 評(píng)論(0) 編輯收藏引用所屬分類: 網(wǎng)絡(luò)編程

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