alin的学习之路（Linux网络编程：五）（epoll ET\LT模式、epoll反应堆模型）
alin的学习之路（Linux网络编程：五）（epoll ET\LT模式、epoll反应堆模型）
1. epoll ET/LT模式
ET：边沿触发
LT（默认）：水平触发（持续触发）
1. ET模式
- 边沿触发。
- 缓冲区 剩余未读尽的数据， 不会导致 epoll_wait 返回。 新的事件满足，会触发epoll_wait
返回。 - Epoll 的 ET模式 是高效模式。 但是 ，只支持 非阻塞 O_NONBLOCK 方式 。 —— 轮询。
- 缓冲区 剩余未读尽的数据， 不会导致 epoll_wait 返回。 新的事件满足，会触发epoll_wait
- 设置方法：
struct epoll_event event;
event.events = EPOLLIN | EPOLLET;
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, cfd, &event)
int flg = fcntl(cfd, F_GETFL);
flg |= O_NONBLOCK; // 添加 非阻塞属性
fcntl(cfd, F_SETFL, flg);
2. LT模式
- 水平触发。—— 默认采用的模式。
- 缓冲区 剩余未读尽的数据， 会导致 epoll_wait 返回。
3. 修改 fd 非阻塞
使用 fcntl() 函数
int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ );
fd：文件描述符
cmd：命令
F_GETFL： 获取当前文件属性。
F_SETFL: 设置当前文件属性。
...: 变参， 根据命令 传递不同参数。
// 修改非阻塞
int flg = fcntl(fd,F_GETFL);
flg |= O_NONBLOCK; // 添加 非阻塞属性
fcntl(fd,F_SETFL,flg);
2. epoll 优缺点
- 优点：
- 增加ET模式，通信高效。
- 突破 1024 限制。
- 实现简单。
- 缺点：
- 不能跨平台。 Linux
3. epoll反应堆模型分析
1. 初版epoll思路分析
socket()、Bind()、Listen() —> epoll_create() 创建监听红黑数 —> 返回 epfd —> epoll_ctl() —> EPOLL_CTL_ADD —> 向树上添加一个监听 fd —> while (1) —> epoll_wait 监听 —> 对应监听fd有事件产生 —> 返回满足监听条件的数组。 —> 判断 返回的元素 —> lfd 满足 —> Accept() —> cfd 满足 —> read() —> 小 – 大 —> write() 写回去。
2. epoll反应堆模型思路分析
-----核心思想：不仅要监听cfd的读事件，还要监听cfd的写事件
socket()、Bind()、Listen() —> epoll_create() 创建监听红黑数 —> 返回 epfd —> epoll_ctl() —> EPOLL_CTL_ADD —> 向树上添加一个监听 fd —> while (1) —> epoll_wait 监听 —> 对应监听fd有事件产生 —> 返回满足监听条件的数组。 —> 判断 返回的元素 —> lfd 满足 —> Accept() —> cfd 满足 —> read() —> 小 – 大 —> epoll_ctl() 将cfd 从树上摘下 —> 设置EPOLLOUT 和 写的回调函数 —> 使用epoll_ctl() 向树上添加 cfd 的 写事件 EPOLL_CTL_ADD —> 调用 epoll_wait() —> 返回说明cfd可写 —> write()写回去 —> 将cfd从树上摘下 —> 设置EPOLLIN 并 设置读回调函数 —> 使用epoll_ctl() 向树上添加 cfd 的 写事件 EPOLL_CTL_ADD —> 调用 epoll_wait() 。。。
3. 源码分析
1. 关键结构体
struct myevent_s {
int fd; //要监听的文件描述符
int events; //对应的监听事件
void *arg; //泛型参数
void (*call_back)(int fd, int events, void *arg); //回调函数
int status; //是否在监听:1->在红黑树上(监听), 0->不在(不监听)
char buf[BUFLEN];
int len;
long last_active; //记录每次加入红黑树 g_efd 的时间值
};
2. main 函数
-
设置端口号，可从命令行获取，默认8080
-
epoll_create() 创建红黑树，将返回的红黑树根存在全局变量 g_efd 中
-
initlistensocket() 函数初始化 lfd ，相当于Socket()、Bind()、Listen()
-
while(1){
- 超时验证，如果超时则断开连接，从树上摘下
- 调用 epoll_wait() 监听满足条件的 lfd 或 cfd
- 如果是读事件，启动读回调
- 如果是写事件，启动写回调
-
}
3. initlistensocket 函数
- socket() 创建监听套接字 lfd
- 设置 lfd 非阻塞 ，使用 fcntl() 函数
- bind() 绑定ip 和 端口号
- listen() 设置最大监听个数
- eventset() 函数初始化 lfd 的结构体，自定义的全局数组中将 lfd 放在最后一个位置，即下标为 MAX_EVENTS 的位置
- eventadd() 函数添加读事件，将 lfd 挂上红黑树
4. eventset 函数
- 初始化自定义结构体
- 设置回调函数。 —— 不同场景下， 可以借助 eventset 函数的调用，设置不同回调。
lfd —> acceptconn()
cfd ----> recvdata()
cfd ----> senddata()
5. eventadd 函数
- 传入事件 EPOLLIN
- 在函数中设置 epoll_ctl() 函数的选项
- 将 cfd或lfd 挂上红黑树
6. acceptconn 函数
- 调用 accept() 函数，创建通信套接字 cfd
- 遍历 g_events[] 数组找到第一个 status 为 0 的位置将该 cfd 对应的结构体添加进去
- 设置 cfd 非阻塞
- 调用 eventset函数， 初始化，设置 读回调 —— recvdata()
- 调用 eventadd函数，设置 EPOLLIN 监听 读事件。
7. recvdata 函数
-
使用 recv() 函数读数据
-
eventdel() 从树上摘除
-
如果 recv() 的返回值
-
大于0 ：处理字符串，设置该 fd 的回调函数为 senddata() ，重新设置结构体 eventset() ，然后 eventadd() 挂到红黑树上，设置 EPOLLOUT 监听 写事件。
-
等于0 ：关闭文件描述符 close(fd)
-
小于0 ：关闭文件描述符 close(fd)
-
8. senddata 函数
- 使用 send() 函数读数据
- eventdel() 从树上摘除
- 如果 send() 的返回值
- 大于0 ：处理字符串，设置该 fd 的回调函数为 recvdata() ，重新设置结构体 eventset() ，然后 eventadd() 挂到红黑树上，设置 EPOLLIN 监听 读事件。
- 其他 ：关闭文件描述符 close(fd)
4. epoll 反应堆模型源代码
/*
*epoll基于非阻塞I/O事件驱动
*/
#include