client.c
1 /* client.c */ 2 #include 3 #include 4 #include 5 #include 6 #include "wrap.h" 7 8 #define MAXLINE 80 9 #define SERV_PORT 6666 10 11 int main(int argc, char *argv[]) 12 { 13 struct sockaddr_in servaddr; 14 char buf[MAXLINE]; 15 int sockfd, n; 16 17 sockfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); 18 19 bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); 20 servaddr.sin_family = AF_INET; 21 inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr.sin_addr); 22 servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); 23 24 Connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); 25 26 while (fgets(buf, MAXLINE, stdin) != NULL) { 27 Write(sockfd, buf, strlen(buf)); 28 n = Read(sockfd, buf, MAXLINE); 29 if (n == 0) 30 printf("the other side has been closed.\n"); 31 else 32 Write(STDOUT_FILENO, buf, n); 33 } 34 35 Close(sockfd); 36 return 0; 37 }
注意：epoll_wait 调用次数越多, 系统的开销越大
四、epoll进阶
1. 事件模型
EPOLL事件有两种模型：
Edge Triggered (ET) 边缘触发只有数据到来才触发，不管缓存区中是否还有数据。
Level Triggered (LT) 水平触发只要有数据都会触发。
思考如下步骤：
1）假定我们已经把一个用来从管道中读取数据的文件描述符(RFD)添加到epoll描述符。
2）管道的另一端写入了2KB的数据
3）调用epoll_wait，并且它会返回RFD，说明它已经准备好读取操作
4）读取1KB的数据
5）调用epoll_wait……
在这个过程中，有两种工作模式：
（1）ET模式
ET模式即Edge Triggered工作模式。
如果我们在第1步将RFD添加到epoll描述符的时候使用了EPOLLET标志，那么在第5步调用epoll_wait之后将有可能会挂起，因为剩余的数据还存在于文件的输入缓冲区内，而且数据发出端还在
等待一个针对已经发出数据的反馈信息。只有在监视的文件句柄上发生了某个事件的时候 ET 工作模式才会汇报事件。因此在第5步的时候，调用者可能会放弃等待仍在存在于文件输入缓冲区内的剩
余数据。epoll工作在ET模式的时候，必须使用非阻塞套接口，以避免由于一个文件句柄的阻塞读/阻塞写操作把处理多个文件描述符的任务饿死。最好以下面的方式调用ET模式的epoll接口，在后面
会介绍避免可能的缺陷。
基于非阻塞文件句柄
只有当read或者write返回EAGAIN(非阻塞读，暂时无数据)时才需要挂起、等待。但这并不是说每次read时都需要循环读，直到读到产生一个EAGAIN才认为此次事件处理完成，当read返回的
读到的数据长度小于请求的数据长度时，就可以确定此时缓冲中已没有数据了，也就可以认为此事读事件已处理完成。
（2）LT模式
LT模式即Level Triggered工作模式。
与ET模式不同的是，以LT方式调用epoll接口的时候，它就相当于一个速度比较快的poll，无论后面的数据是否被使用。
LT(level triggered)：LT是缺省的工作方式，并且同时支持block和no-block socket。在这种做法中，内核告诉你一个文件描述符是否就绪了，然后你可以对这个就绪的fd进行IO操作。如果你不作任
何操作，内核还是会继续通知你的，所以，这种模式编程出错误可能性要小一点。传统的select/poll都是这种模型的代表。
ET(edge-triggered)：ET是高速工作方式，只支持no-block socket。在这种模式下，当描述符从未就绪变为就绪时，内核通过epoll告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪，并且不会再
为那个文件描述符发送更多的就绪通知。请注意，如果一直不对这个fd作IO操作(从而导致它再次变成未就绪)，内核不会发送更多的通知(only once)。
2. 实例一
基于管道epoll ET触发模式
et_epoll.c
1 #include 2 #include 3 #include 4 #include 5 #include 6 7 #define MAXLINE 10 8 9 int main(int argc, char *argv[]) 10 { 11 int efd, i; 12 int pfd[2]; 13 pid_t pid; 14 char buf[MAXLINE], ch = 'a'; 15 16 pipe(pfd); 17 pid = fork(); 18 if (pid == 0) { 19 close(pfd[0]); 20 while (1) { 21 for (i = 0; i < MAXLINE/2; i++) 22 buf[i] = ch; 23 buf[i-1] = '\n'; 24 ch++; 25 26 for (; i < MAXLINE; i++) 27 buf[i] = ch; 28 buf[i-1] = '\n'; 29 ch++; 30 31 write(pfd[1], buf, sizeof(buf)); 32 sleep(2); 33 } 34 close(pfd[1]); 35 } else if (pid > 0) { 36 struct epoll_event event; 37 struct epoll_event resevent[10]; 38 int res, len; 39 close(pfd[1]); 40 41 efd = epoll_create(10); 42 /* event.events = EPOLLIN; */ 43 event.events = EPOLLIN | EPOLLET; /* ET 边沿触发 ，默认是水平触发 */ 44 event.data.fd = pfd[0]; 45 epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_ADD, pfd[0], &event); 46 47 while (1) { 48 res = epoll_wait(efd, resevent, 10, -1); 49 printf("res %d\n", res); 50 if (resevent[0].data.fd == pfd[0]) { 51 len = read(pfd[0], buf, MAXLINE/2); 52 write(STDOUT_FILENO, buf, len); 53 } 54 } 55 close(pfd[0]); 56 close(efd); 57 } else { 58 perror("fork"); 59 exit(-1); 60 } 61 return 0; 62 }
3. 实例二
基于网络C/S模型的epoll ET触发模式
et_epoll.c
1 #include 2 #include 3 #include 4 #include 5 #include 6 #include 7 #include 8 #include 9 #include 10 11 12 int main(int argc, const char* argv[]) 13 { 14 if(argc < 2) 15 { 16 printf("eg: ./a.out port\n"); 17 exit(1); 18 } 19 struct sockaddr_in serv_addr; 20 socklen_t serv_len = sizeof(serv_addr); 21 int port = atoi(argv[1]); 22 23 // 创建套接字 24 int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); 25 // 初始化服务器 sockaddr_in 26 memset(&serv_addr, 0, serv_len); 27 serv_addr.sin_family = AF_INET; // 地址族 28 serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 监听本机所有的IP 29 serv_addr.sin_port = htons(port); // 设置端口 30 // 绑定IP和端口 31 bind(lfd, (struct sockaddr*)&serv_addr, serv_len); 32 33 // 设置同时监听的最大个数 34 listen(lfd, 36); 35 printf("Start accept ......\n"); 36 37 struct sockaddr_in client_addr; 38 socklen_t cli_len = sizeof(client_addr); 39 40 // 创建epoll树根节点 41 int epfd = epoll_create(2000); 42 // 初始化epoll树 43 struct epoll_event ev; 44 45 // 设置边沿触发 46 ev.events = EPOLLIN | EPOLLET; 47 ev.data.fd = lfd; 48 epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, lfd, &ev); 49 50 struct epoll_event all[2000]; 51 while(1) 52 { 53 // 使用epoll通知内核fd 文件IO检测 54 int ret = epoll_wait(epfd, all, sizeof(all)/sizeof(all[0]), -1); 55 printf("================== epoll_wait =============\n"); 56 57 // 遍历all数组中的前ret个元素 58 for(int i=0; itcp_client.c
1 #include 2 #include 3 #include 4 #include 5 #include 6 #include 7 #include 8 #include 9 10 // tcp client 11 int main(int argc, const char* argv[]) 12 { 13 if(argc < 2) 14 { 15 printf("eg: ./a.out port\n"); 16 exit(1); 17 } 18 // 创建套接字 19 int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); 20 if(fd == -1) 21 { 22 perror("socket error"); 23 exit(1); 24 } 25 int port = atoi(argv[1]); 26 // 连接服务器 27 struct sockaddr_in serv_addr; 28 memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr)); 29 serv_addr.sin_family = AF_INET; 30 serv_addr.sin_port = htons(port); 31 inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr.s_addr); 32 int ret = connect(fd, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr)); 33 if(ret == -1) 34 { 35 perror("connect error"); 36 exit(1); 37 } 38 39 // 通信 40 while(1) 41 { 42 // 写数据 43 // 接收键盘输入 44 char buf[512]; 45 fgets(buf, sizeof(buf), stdin); 46 // 发送给服务器 47 write(fd, buf, strlen(buf)+1); 48 49 // 接收服务器端的数据 50 int len = read(fd, buf, sizeof(buf)); 51 printf("read buf = %s, len = %d\n", buf, len); 52 } 53 return 0; 54 }
执行结果：
client端：
[root@centos epoll]# ./client 6666 000001111122222 read buf = 000001111122222 , len = 5 read buf = 11111, len = 5 read buf = 22222, len = 5
server端：
[root@centos epoll]# ./et_epoll 6666 Start accept ...... ================== epoll_wait ============= New Client IP: 127.0.0.1, Port: 54080 ================== epoll_wait ============= 00000================== epoll_wait ============= 11111================== epoll_wait ============= 22222
执行结果分析：可以看出，当客户端发送数据（000001111122222）到server端（接收数据缓冲区内），但是由于server端一次只接受5个字节（00000），因此在接受完5个字节之后，将接收的5个字节数据发回给客户端，程序又会在epoll_wait处阻塞等待。当有新数据再次发送过来，则会将上一次缓冲区中剩余的数据（11111）读取并发送给客户端，如此最后将（22222）发送给客户端。
【Linux C编程】第十八章 高并发服务器（四）
Linux 数据结构
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