一、多路復用之——epoll
int
epoll_create(int size)；
int
epoll_ctl(int epfd，int op，int fd，struct epoll_event* event)；
int
epoll_wait(int epfd，struct epoll_event* events，int maxevents，int timeout)；
1、epoll_create：創建一個epoll句柄，size參數可以忽略
當創建一個句柄後，會占用一個fd值，故在使用完後，要close(fd)。
2、epoll_ctl：注冊要監聽的事件類型
參數：（1）epfd：epoll_create的返回值；
（2）op：EPOLL_CTL_ADD
注冊新fd到epfd中
EPOLL_CTL_MOD
修改已經注冊的fd
EPOLL_CTL_DEL 從epfd中刪除一個fd
（3）fd：要監聽的fd；
（4）event：監聽的事件；
struct epoll_event{
_uint32_t events；
epoll_data_t data；
}
typedef union epoll_data{
void* ptr；
int fd；
_uint32_t U32；
_uint64_t U64；
}
（5）
events集合：
EPOLLIN：表示對應的文件描述符可以讀；
EPOLLOUT：表示對應的文件描述符可以寫；
EPOLLPRI：表示對應的文件描述符有緊急事件可讀；
EPOLLERR：表示對應的文件描述符發生錯誤；
EPOLLHUP：表示對應的文件描述符被掛斷；
EPOLLET：將EPOLL設為邊緣觸發模式；
EPOLLLT：將EPOLL設為水平觸發模式；
EPOLLONESHOT：只監聽一次事件；
3、epoll_wait：收集在epoll監控的事件中已經發生的事件
參數：（1）epfd：創建的epoll句柄；
（2）events：已分配好的epoll_events結構體，epoll會將發生的事件放到events中；
（3）maxevents：events的大小；
（4）timeout：NULL：沒有timeout，一直阻塞等待知道某個事件發生；
0：僅檢測描述符集合的狀態，然後立即返回；
特定值：等待timeout時間，如果沒有發生，超時返回。
4、epoll的兩種工作模式：
epoll工作在ET模式的時候，必須使用非阻塞套接口，以避免由於一個文件句柄的阻塞讀、阻塞寫操作把處理多個文件描述符的任務餓死。
epoll工作在LT模式的時候，在收到多個數據的時候仍然會產生多個事件，支持阻塞和非阻塞接口，這樣，內核告訴你一個文件描述符是否就緒了，然後你可以進行I/O，若你不做任何操作，內核還是會繼續通知你的，錯誤率小。
ET與LT的區別在於，當一個新事件到來時，ET模式下當然可以從epoll_wait調用中獲取到這個事件，可是如果這次沒有把這個事件對應的套接字緩沖區處理完，在這個套接字中沒有新事件到來時，ET模式下無法再次獲取數據。但LT正好相反，只要一個事件對應的套接字緩沖區還有數據，就能夠獲取。
5、epoll模型的優點：
（1）使用內存映射（mmap）技術，避免用戶到內存的拷貝；
（2）epoll事先通過epoll_ctl()來注冊一個文件描述符，一旦基於某個文件描述符就緒時，內核會采用類似callback的回調機制，迅速激活這個文件描述符，當進程調用epoll_wait時使得到通知；
（3）監視的文件描述符數量不受限制，它所支持的fd上限是最大可以打開文件的數目；
（4）I/O的效率不會隨著fd數量的增加而下降，select、poll實現需要自己不斷輪詢所有fd集合，指到設備就緒，期間可能要睡眠和喚醒多次交替。而epoll其實也需要調用epoll_wait不斷輪詢就緒鏈表，期間也可能睡眠和喚醒多次交替，但是它是設備就緒時，調用回調函數，把就緒fd放入就緒鏈表中，並喚醒在epoll_wait中進入睡眠的進程。雖然都要睡眠和交替，但select和poll在“醒著”的時候要遍歷整個fd集合，而epoll在“醒著”的時候只需要遍歷就緒鏈表是否為空就行了。這節省了大量的CPU時間。這就是回調機制的性能提升。
代碼示例：
epoll_server.c
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<sys/epoll.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
#include<fcntl.h>
#define MAX_NUM 64
int startup(int port)
{
int sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sock<0){
perror("socket");
exit(1);
}
struct sockaddr_in local;
local.sin_family=AF_INET;
local.sin_port=htons(port);
local.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local))<0){
perror("bind");
exit(2);
}
if(listen(sock,5)<0){
perror("listen");
exit(3);
}
return sock;
}
//set file descriptor for no blocking mode
void set_nonoblock(int _fd)
{
int fl=fcntl(_fd,F_GETFL);
if(fl<0){
perror("fcntl");
return;
}
fcntl(_fd,fl | O_NONBLOCK);
return;
}
//recv data
int read_data(int _fd,char* buf,int len)
{
ssize_t _size=-1;
int total=0;
while((_size=recv(_fd,buf+total,len-1,MSG_DONTWAIT))){
if(_size>0){
total+=_size;
}else if(_size==0){//file end
return 0;
}else{
return -1;
}
}
}
int main()
{
short port=8080;
int listen_sock=startup(port);
struct sockaddr_in client;
socklen_t len=sizeof(client);
int epoll_fd=epoll_create(256);//create epoll handle
int timeout=1000;
if(epoll_fd<0){
perror("epoll_create");
exit(1);
}
struct epoll_event _ev;//save care fd
_ev.events=EPOLLIN;
_ev.data.fd=listen_sock;
if(epoll_ctl(epoll_fd,EPOLL_CTL_ADD,listen_sock,&_ev)<0){
perror("epoll_ctl");
goto LABLE;
}
struct epoll_event _ev_out[MAX_NUM];//save ready fd
char buf[1024*5];
memset(buf,'\0',sizeof(buf));
int ready_num=-1;//save ready_fd num
while(1){
switch(ready_num=epoll_wait(epoll_fd,_ev_out,MAX_NUM,timeout)){
case 0:
printf("timeout\n");
break;
case -1:
perror("epoll_wait");
break;
default:
{
int i=0;
for(;i<ready_num;i++){
int _fd=_ev_out[i].data.fd;
//listen_sock
if(_fd==listen_sock && (_ev_out[i].events & EPOLLIN)){
int new_sock=accept(_fd,(struct sockaddr*)&client,&len);
if(new_sock<0){
perror("accept");
continue;
}
printf("get a new connect...\n");
set_nonoblock(new_sock);
_ev.events=EPOLLIN | EPOLLET;
_ev.data.fd=new_sock;
if(epoll_ctl(epoll_fd,EPOLL_CTL_ADD,new_sock,&_ev)<0){
perror("epoll_ctl");
close(new_sock);
continue;
}
continue;
}
//data_sock
if(_ev_out[i].events & EPOLLIN){
if(read_data(_fd,buf,sizeof(buf))==0){
printf("client close...");
epoll_ctl(epoll_fd,EPOLL_CTL_DEL,_fd,NULL);
}
printf("%s\n",buf);
}
}
}
break;
}
}
LABLE:
close(epoll_fd);
return 0;
}Makefile:epoll_server:epoll_server.c gcc -o $@ $^ .PHONY:clean clean: rm -rf epoll_server
