软件技术epoll学习笔记(转)

米花 发表 于:10年前 浏览量:146

epoll有两种模式,Edge Triggered(简称ET) 和 Level Triggered(简称LT).在采用这两种模式时要注意的是,如果采用ET模式,那么仅当状态发生变化时才会通知,而采用LT模式类似于原来的select/poll操作,只要还有没有处理的事件就会一直通知.

以代码来说明问题:

首先给出server的代码,需要说明的是每次accept的连接,加入可读集的时候采用的都是ET模式,而且接收缓冲区是5字节的,也就是每次只接收5字节的数据:

Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)

http://www.CodeHighlighter.com/

-->#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

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;

//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(SERV_PORT);

serveraddr.sin_port=htons(SERV_PORT);

bind(listenfd,(sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr));

listen(listenfd, LISTENQ);

maxi = 0;

for ( ; ; ) {

//等待epoll事件的发生

nfds=epoll_wait(epfd,events,20,500);

//处理所发生的所有事件

for(i=0;i

{

if(events[i].data.fd==listenfd)

{

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)

{

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"<

} 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)

{

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;

}

下面给出测试所用的Perl写的client端,在client中发送10字节的数据,同时让client在发送完数据之后进入死循环, 也就是在发送完之后连接的状态不发生改变--既不再发送数据, 也不关闭连接,这样才能观察出server的状态:

Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)

http://www.CodeHighlighter.com/

-->#!/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);

}

运行server和client发现,server仅仅读取了5字节的数据,而client其实发送了10字节的数据,也就是说,server仅当第一次监听到了EPOLLIN事件,由于没有读取完数据,而且采用的是ET模式,状态在此之后不发生变化,因此server再也接收不到EPOLLIN事件了.

如果我们把client改为这样:

Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)

http://www.CodeHighlighter.com/

-->#!/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";

sleep(5);

print "5 second gonesend another line\n";

print $socket $msg_out;

while (1)

{

sleep(1);

}

可以发现,在server接收完5字节的数据之后一直监听不到client的事件,而当client休眠5秒之后重新发送数据,server再次监听到了变化,只不过因为只是读取了5个字节,仍然有10个字节的数据(client第二次发送的数据)没有接收完.

如果上面的实验中,对accept的socket都采用的是LT模式,那么只要还有数据留在buffer中,server就会继续得到通知,读者可以自行改动代码进行实验.

基于这两个实验,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.

补充说明一下这里一直强调的"状态变化"是什么:

1)对于监听可读事件时,如果是socket是监听socket,那么当有新的主动连接到来为状态发生变化;对一般的socket而言,协议栈中相应的缓冲区有新的数据为状态发生变化.但是,如果在一个时间同时接收了N个连接(N>1),但是监听socket只accept了一个连接,那么其它未 accept的连接将不会在ET模式下给监听socket发出通知,此时状态不发生变化;对于一般的socket,就如例子中而言,如果对应的缓冲区本身已经有了N字节的数据,而只取出了小于N字节的数据,那么残存的数据不会造成状态发生变化.

2)对于监听可写事件时,同理可推,不再详述.

而不论是监听可读还是可写,对方关闭socket连接都将造成状态发生变化,比如在例子中,如果强行中断client脚本,也就是主动中断了socket连接,那么都将造成server端发生状态的变化,从而server得到通知,将已经在本方缓冲区中的数据读出.

把前面的描述可以总结如下:仅当对方的动作(发出数据,关闭连接等)造成的事件才能导致状态发生变化,而本方协议栈中已经处理的事件(包括接收了对方的数据,接收了对方的主动连接请求)并不是造成状态发生变化的必要条件,状态变化一定是对方造成的.所以在ET模式下的,必须一直处理到出错或者完全处理完毕,才能进行下一个动作,否则可能会发生错误.

另外,从这个例子中,也可以阐述一些基本的网络编程概念.首先,连接的两端中,一端发送成功并不代表着对方上层应用程序接收成功, 就拿上面的client测试程序来说,10字节的数据已经发送成功,但是上层的server并没有调用read读取数据,因此发送成功仅仅说明了数据被对方的协议栈接收存放在了相应的buffer中,而上层的应用程序是否接收了这部分数据不得而知;同样的,读取数据时也只代表着本方协议栈的对应buffer中有数据可读,而此时时候在对端是否在发送数据也不得而知.

来自:epoll学习笔记

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