windows完成epoll移植
2012-03-09 09:16:03| 分类： 默认分类|举报|字号 订阅
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先来看看为什么要引进epoll以及它带来的好处。
在Linux内核中，原有的select所用到的FD_SET是有限的，在内核中的参数_FD_SETSIZE来设置的。如果想要同时检测1025个句柄的可读（或可写）状态，则select无法满足。而且，而且select是采用轮询方法进行检测的，也就是说每次检测都要遍历所有FD_SET中的句柄。显然，当随着FD_SET中的句柄数的增多，select的效率会不断的下降。如今的服务器，都是要满足上万甚至更多的连接的，显然想要更高效的实现这一要求，必须采用新的方法。于是，不断的修改后，终于形成了稳定的epoll。
epoll优点：（1）支持大数量的socket描述符（FD）。举个例子来说，在1GB内存的机器上大约可以打开10万个左右的socket，这个数字足以满足一般的服务器需求。（2）epoll的IO效率不会随着FD数量的增加而线性下降（多少肯定会下降的）。至于原理，可以查阅epoll的实现原理；（3）使用mmap加速内核与用户空间的消息传递，无论是select,poll还是epoll都需要内核把FD消息通知给用户空间，如何避免不必要的内存拷贝就很重要，在这点上，epoll是通过内核于用户空间mmap同一块内存实现的。当然epoll还有其他一些优点，这里就不一一列举了。
下面来重点说说epoll的使用，这也是大家最关心的部分。在2.6内核中epoll变的简洁而强大。
先来弄清楚一个概念，即epoll的2种工作方式：LT和ET。
LT(level triggered)是缺省的工作方式，同时支持block和non-block。其实这个有点像电路里面的电平触发方式。在这种模式下，内核会告诉你一个文件描述符fd就绪了，然后你就可以对这个fd进行IO操作。如果你不做任何操作，内核会继续通知你。所以，假如你读取数据没有读取完时，内核会继续通知你。其实传统的select/poll就是这种模式。
ET(edge-triggered)是告诉工作方式，只支持non-block。其实这个有点像电路里面的边沿触发方式。这个是高效服务器必选的方式。在这种模式下，当描述符从未就绪变为就绪时，内核通过epoll通知你。然后对这个fd只通知你一次，因为之后一直为就绪态，没有了状态的变化，直到你做了某些操作导致了那个fd不再为就绪态。但是注意，如果一直不对这个fd进行IO操作，内核不会发送更多的通知。
在弄清楚了上述两种模式之后，接下来就可以使用epoll了。主要用到三个函数epoll_create,epoll_ctl,epoll_wait。
int epoll_create(int size);
创建一个epoll的句柄，size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大。当创建好epoll句柄后，它就是会占用一个fd值，所以在使用完epoll后，必须调用close()关闭，否则可能导致fd被耗尽。
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
epoll的事件注册函数第一个参数是epoll_create()的返回值，第二个参数表示动作，用三个宏来表示：
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；
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，struct epoll_event结构如下：
struct epoll_event {
__uint32_t events;
epoll_data_t data;
};
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
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events,
int maxevents, int timeout);
等待事件的产生，类似于select()调用。参数events用来从内核得到事件的集合，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将永久阻塞）。该函数返回需要处理的事件数目，如返回0表示已超时。
下面给出epoll编写服务器的模型：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define MAXSIZE 64000
#define MAXEPS 256
//#define EVENTS 100
#define LISTENQ 32
#define SERV_PORT 8000
int setnonblock(int sock)
{
int flags = fcntl(sock, F_GETFL, 0);
if(-1 == flags) {
perror("fcntl(sock, F_GETFL)");
return -1;
}
flags |= O_NONBLOCK;
if(-1 == fcntl(sock, F_SETFL, flags)) {
perror("fcntl(sock, F_SETFT, flags)");
return -2;
}
return 0;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int i, maxi, listenfd, connfd, sockfd, epfd, nfds;
ssize_t n;
char buf[MAXSIZE];
socklen_t clilen;
struct epoll_event ev, events[20];
epfd = epoll_create(MAXEPS);
struct sockaddr_in clientaddr;
struct sockaddr_in serveraddr;
listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
setnonblock(listenfd);
ev.data.fd = listenfd;
ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, listenfd, &ev);
memset(&serveraddr, 0, sizeof(serveraddr));
serveraddr.sin_family = AF_INET;
serveraddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
serveraddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
if(bind(listenfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) != 0) {
perror("bind failed");
return -1;
}
if(listen(listenfd, LISTENQ) != 0) {