微网站开发公司,自己能建网站吗,达川网站制作,自己在电脑上建文档做网站怎么做承接上文 I/O多路转接之poll-CSDN博客
简介 epoll的相关系统调用 epoll底层原理 编写epoll的server 重新回归一下epoll原理#xff0c;LT#xff0c;ET epoll改成ET工作模式 -- 初识(有bug) epoll初识
按照man手册的说法: 是为处理大批量句柄而作了改进的poll. 它是在2.5.4…承接上文 I/O多路转接之poll-CSDN博客
简介 epoll的相关系统调用 epoll底层原理 编写epoll的server 重新回归一下epoll原理LTET epoll改成ET工作模式 -- 初识(有bug) epoll初识
按照man手册的说法: 是为处理大批量句柄而作了改进的poll. 它是在2.5.44内核中被引进的(epoll(4) is a new API introduced in Linux kernel 2.5.44) 它几乎具备了之前所说的一切优点被公认为Linux2.6下性能最好的多路I/O就绪通知方法
epoll的相关系统调用
epoll 有3个相关的系统调用这一点和之前的poll是完全不一样的还有一点是epoll还是一样只负责等待
epoll_create int epoll_create(int size); 创建一个epoll的句柄 自从linux2.6.8之后 size参数是被忽略的. 用完之后, 必须调用close()关闭 epoll_ctl int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event); epoll的事件注册函数 它不同于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(epoll的句柄); 第二个参数表示动作用三个宏来表示; 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; 第二个参数的取值: 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 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 epoll_wait int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout); 收集在epoll监控的事件中已经发送的事件 参数events是分配好的epoll_event结构体数组; epoll将会把发生的事件赋值到events数组中 (events不可以是空指针内核只负责把数据复制到这个events数组中不会去帮助我们在用户态中分配内存); 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是永久阻塞); 如果函数调用成功返回对应I/O上已准备好的文件描述符数目如返回0表示已超时, 返回小于0表示函数失败; epoll底层原理 当某一进程调用epoll_create方法时 Linux内核会创建一个eventpoll结构体这个结构体中有两个成员与epoll的使用方式密切相关
struct eventpoll{
....
/*红黑树的根节点这颗树中存储着所有添加到epoll中的需要监控的事件*/
struct rb_root rbr;
/*双链表中则存放着将要通过epoll_wait返回给用户的满足条件的事件*/
struct list_head rdlist;
....
}; 1.每一个epoll对象都有一个独立的eventpoll结构体用于存放通过epoll_ctl方法向epoll对象中添加进来的事件; 2.这些事件都会挂载在红黑树中如此重复添加的事件就可以通过红黑树而高效的识别出来(红黑树的插入时间效率是lgn其中n为树的高度); 3.而所有添加到epoll中的事件都会与设备(网卡)驱动程序建立回调关系也就是说当响应的事件发生时会调用这个回调方法; 4.这个回调方法在内核中叫ep_poll_callback,它会将发生的事件添加到rdlist双链表中; 5.在epoll中对于每一个事件都会建立一个epitem结构体; struct epitem{
struct rb_node rbn;//红黑树节点
struct list_head rdllink;//双向链表节点
struct epoll_filefd ffd; //事件句柄信息
struct eventpoll *ep; //指向其所属的eventpoll对象
struct epoll_event event; //期待发生的事件类型
} 当调用epoll_wait检查是否有事件发生时只需要检查eventpoll对象中的rdlist双链表中是否有epitem元素即可. 如果rdlist不为空则把发生的事件复制到用户态同时将事件数量返回给用户. 这个操作的时间复杂度是O(1) 总结一下, epoll的使用过程就是三部曲: 调用epoll_create创建一个epoll句柄; 调用epoll_ctl, 将要监控的文件描述符进行注册; 调用epoll_wait, 等待文件描述符就绪 编写epoll的server epollServer.cc
#include epollServer.hpp
#include memoryusing namespace std;
using namespace epoll_ns;static void usage(std::string proc)
{std::cerr Usage:\n\t proc port \n\n;
}// 一个简单的回调方法
std::string echo(const std::string message)
{return I am epollserver, message;
}// ./select_server port
int main(int argc, char *argv[])
{if (argc ! 2){usage(argv[0]);exit(USAGE_ERR);}uint16_t port atoi(argv[1]);unique_ptrEpollServer epollsvr(new EpollServer(echo, port));epollsvr-initServer();epollsvr-start();return 0;
}
epollServer.hpp
#pragma once#include iostream
#include string
#include cstring
#include functional
#include sys/epoll.h
#include err.hpp
#include log.hpp
#include sock.hppnamespace epoll_ns
{static const int defaultport 8888; // 直接预设一个portstatic const int size 128; // 只要不小于0就行了这个参数现在没有用static const int defaultvalue -1;static const int defaultnum 64;using func_t std::functionstd::string(const std::string ); // 创建一个处理函数class EpollServer{public:EpollServer(func_t f, uint16_t port defaultport,int num defaultnum) : func_(f), _num(num), _revs(nullptr), _port(port), _listensock(defaultvalue), _epfd(defaultvalue){}void initServer(){// 1.创建socket_listensock Sock::Socket();Sock::Bind(_listensock, _port);Sock::Listen(_listensock);// 2.创建epoll模型_epfd epoll_create(size); // 这里的参数没有用if (_epfd 0){logMessage(FATAL, epoll create error: %s, strerror(errno));exit(EPOLL_CREATE_ERR);}// 3.添加listensock到_epfd中去struct epoll_event ev; // 这是一个联合体,目前看成fd使用ev.events EPOLLIN; // 读事件ev.data.fd _listensock; // 当事件就绪被重新捞取上来的时候我们要知道是哪一个fd就绪了epoll_ctl(_epfd, EPOLL_CTL_ADD, _listensock, ev);// 4.申请就绪事件的空间_revs new struct epoll_event[_num];logMessage(NORMAL, init server success);}// 处理就绪事件void HandlerEvent(int readyNum){logMessage(DEBUG, HandlerEvent in);for (int i 0; i readyNum; i){uint32_t events _revs[i].events; // 按照顺序拿取就绪事件但是我们并不清楚这个事件是谁(分不清是读还是写等等)// 这时候联合体作用就体现出来了因为在初始化的时候我们就已经填进去了int sock _revs[i].data.fd; // 拿到了对应就绪的描述符if (sock _listensock (events EPOLLIN)){// _listensock读事件就绪, 获取新连接std::string clientip;uint16_t clientport;int fd Sock::Accept(sock, clientip, clientport);if (fd 0){logMessage(WARNING, accept error);continue;}// 获取fd成功可以直接读取吗还是不能因为无法保证是否有数据到来了,所以我们还得继续添加到epoll模型中去struct epoll_event ev;ev.events EPOLLIN;ev.data.fd fd;epoll_ctl(_epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, ev);}else if (events EPOLLIN){// 普通的读事件就绪// 注意这里的读取是有很大问题的// 这样直接读取还是有问题可以保证第一次读取有数据但是无法保证读取完整// 比如对方的报文差分多份就不可以读取完整了为了简洁我们先这样读// 打循环也无法保证char buffer[1024];int n recv(sock, buffer, sizeof(buffer), 0);if (n 0){buffer[n] 0;logMessage(DEBUG, client# %s, buffer);// TODO -- 这里的发送是有问题的不能保证发送的条件是就绪的std::string respose func_(buffer);send(sock, respose.c_str(), respose.size(), 0);}else if (n 0){// 这里表示对端把链接关了// 关于这个套接字的所有都得清理掉epoll_ctl(_epfd, EPOLL_CTL_DEL, sock, nullptr);close(sock);logMessage(NORMAL, client quit);}else{// 出错误了epoll_ctl(_epfd, EPOLL_CTL_DEL, sock, nullptr);close(sock);logMessage(ERROR, recv error, code: %d, errstring: %s, errno, strerror(errno));}}else // 自己可以添加其他的条件比如写事件之类的{}}logMessage(DEBUG, HandlerEvent out);}void start(){int timeout -1;for (;;){int n epoll_wait(_epfd, _revs, _num, timeout); // 就绪队列中拿取// n有几个就说明拿到了几个switch (n){case 0:logMessage(NORMAL, timeout...);break;case -1:logMessage(WARNING, epoll_wait failed, code: %d, errstring: %s, errno, strerror(errno));break;default:logMessage(NORMAL, have event ready);HandlerEvent(n); // 需要知道有几个事件就绪了break;}}}~EpollServer(){if (_listensock ! defaultvalue)close(_listensock);if (_epfd ! defaultvalue)close(_epfd);if (_revs)delete[] _revs;}private:uint16_t _port;int _listensock;int _epfd;struct epoll_event *_revs; // 获取事件int _num;func_t func_;};
} err.hpp
#pragma once#include iostreamenum
{USAGE_ERR 1,SOCKET_ERR,BIND_ERR,LISTEN_ERR,EPOLL_CREATE_ERR
}; log.hpp
#pragma once#include iostream
#include string
#include cstdarg
#include ctime
#include unistd.h#define DEBUG 0
#define NORMAL 1
#define WARNING 2
#define ERROR 3
#define FATAL 4const char * to_levelstr(int level)
{switch(level){case DEBUG : return DEBUG;case NORMAL: return NORMAL;case WARNING: return WARNING;case ERROR: return ERROR;case FATAL: return FATAL;default : return nullptr;}
}void logMessage(int level, const char *format, ...)
{
#define NUM 1024char logprefix[NUM];snprintf(logprefix, sizeof(logprefix), [%s][%ld][pid: %d],to_levelstr(level), (long int)time(nullptr), getpid());char logcontent[NUM];va_list arg;va_start(arg, format);vsnprintf(logcontent, sizeof(logcontent), format, arg);std::cout logprefix logcontent std::endl;
}makefile
epoll_server: epollServer.ccg -o $ $^ -stdc11
.PHONY:clean
clean:rm -f epoll_server sock.hpp
#pragma once#include iostream
#include string
#include cstring
#include unistd.h
#include sys/types.h
#include sys/socket.h
#include netinet/in.h
#include arpa/inet.h
#include log.hpp
#include err.hppclass Sock
{const static int backlog 32;public:static int Socket(){// 1. 创建socket文件套接字对象int sock socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (sock 0){logMessage(FATAL, create socket error);exit(SOCKET_ERR);}logMessage(NORMAL, create socket success: %d, sock);int opt 1;setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR|SO_REUSEPORT, opt, sizeof(opt));return sock;}static void Bind(int sock, int port){// 2. bind绑定自己的网络信息struct sockaddr_in local;memset(local, 0, sizeof(local));local.sin_family AF_INET;local.sin_port htons(port);local.sin_addr.s_addr INADDR_ANY;if (bind(sock, (struct sockaddr *)local, sizeof(local)) 0){logMessage(FATAL, bind socket error);exit(BIND_ERR);}logMessage(NORMAL, bind socket success);}static void Listen(int sock){// 3. 设置socket 为监听状态if (listen(sock, backlog) 0) // 第二个参数backlog后面在填这个坑{logMessage(FATAL, listen socket error);exit(LISTEN_ERR);}logMessage(NORMAL, listen socket success);}static int Accept(int listensock, std::string *clientip, uint16_t *clientport){struct sockaddr_in peer;socklen_t len sizeof(peer);int sock accept(listensock, (struct sockaddr *)peer, len);if (sock 0)logMessage(ERROR, accept error, next);else{logMessage(NORMAL, accept a new link success, get new sock: %d, sock); // ?*clientip inet_ntoa(peer.sin_addr);*clientport ntohs(peer.sin_port);}return sock;}
};
至此一个简单的epoll服务器就完成了代码中提及了种种问题我们得到下一文章才能更好的解决了 重新回归一下epoll原理LTET 因为select/poll/epoll的默认通知机制都是LT模式
epoll改成ET工作模式 预告
如何正确的处理I0协议定制业务逻辑Reactor
基于ET模式下的Reactor处理所有的IO
