基于 epoll 实现 web 服务器

1. 简介
　　
　　epoll 是 Linux 平台下特有的一种 I/O 复用模型实现，于 2002 年在 Linux kernel 2.5.44 中被引入。在 epoll 之前，Unix/Linux 平台下的 I/O 复用模型包含 select 和 poll 两个系统调用。随着因特网的发展，因特网的用户量越来越大，C10K 问题出现。基于 select 和 poll 编写的网络服务已经不能满足不能满足用户的需求了，业界迫切希望更高效的系统调用出现。在此背景下，FreeBSD 的 kqueue 和 Linux 的 epoll 被研发了出来。kqueue 和 epoll 的出现，终结了 C10K 问题，C10K 问题就此作古。
　　
　　因为 Linux 系统的广泛应用，所以大家在说 I/O 复用时，更多的是想到了 epoll，而不是 kqueue，本文也不例外。本篇文章不会涉及 kqueue，大家有兴趣可以自己看看。
　　
　　2. 基于 epoll 实现 web 服务器
　　
　　在 Linux 中，epoll 并不是一个系统调用，而是 epoll_create、epoll_ctl 和 epoll_wait 三个系统调用的统称。关于这三个系统调用的细节，这里就不说明了，大家可以自己去查 man-page。接下来，我们来直接看一个例子，这个例子基于 epoll 和 TinyHttpd 实现了一个 I/O 复用版的 HTTP Server。在上代码前，我们先来演示这个玩具版 HTTP Server 的效果。
　　
　　上面就是玩具版 HTTP Server 的运行效果了，看起来还行。在我第一次把它成功跑起来的时候，感觉很奇妙。好了，看完效果，接下来看代码吧，如下：
　　
　　#include
　　
　　#include
　　
　　#include
　　
　　#include
　　
　　#include
　　
　　#include
　　
　　#include
　　
　　#include
　　
　　#include
　　
　　#include
　　
　　#include
　　
　　#include
　　
　　#include
　　
　　#include "httpd.h"
　　
　　#define DEFAULT_PORT 8080
　　
　　#define MAX_EVENT_NUM 1024
　　
　　#define INFTIM -1
　　
　　void process(int);
　　
　　void handle_subprocess_exit(int);
　　
　　int main(int argc, char *argv[])
　　
　　{
　　
　　struct sockaddr_in server_addr;
　　
　　int listen_fd;
　　
　　int cpu_core_num;
　　
　　int on = 1;
　　
　　listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
　　
　　fcntl(listen_fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);    // 设置 listen_fd 为非阻塞
　　
　　setsockopt(listen_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on));
　　
　　bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));
　　
　　server_addr.sin_family = AF_INET;
　　
　　server_addr.sin_addr.s_addr = www.douniu178.com  htonl(INADDR_ANY);
　　
　　server_addr.sin_port = htons(DEFAULT_PORT);
　　
　　if (bind(listen_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) {
　　
　　perror("bind error, message: ");
　　
　　exit(1);
　　
　　}
　　
　　if (listen(listen_fd, www.chushiyl.cn  5) == -1) {
　　
　　perror("listen error, message: ");
　　
　　exit(1);
　　
　　}
　　
　　printf("listening 8080\n");
　　
　　signal(SIGCHLD, handle_subprocess_exit);
　　
　　cpu_core_num = get_nprocs();
　　
　　printf("cpu core num: %d\n", www.ahor.net cpu_core_num);
　　
　　// 根据 CPU 数量创建子进程，为了演示“惊群现象”，这里多创建一些子进程
　　
　　for (int i = 0; i < cpu_www.douniu828.com core_num * 2; i++) {
　　
　　pid_t pid = fork();
　　
　　if (pid == 0) {    // 子进程执行此条件分支
　　
　　process(listen_fd);
　　
　　exit(0);
　　
　　}
　　
　　}
　　
　　while (1) {
　　
　　sleep(1);
　　
　　}
　　
　　return 0;
　　
　　}
　　
　　void process(int listen_fd)
　　
　　{
　　
　　int conn_fd;
　　
　　int ready_fd_num;
　　
　　struct sockaddr_in client_addr;
　　
　　int client_addr_size = sizeof(client_addr);
　　
　　char buf[128];
　　
　　struct epoll_event ev, events[MAX_EVENT_NUM];
　　
　　// 创建 epoll 实例，并返回 epoll 文件描述符
　　
　　int epoll_fd = epoll_create(MAX_EVENT_NUM);
　　
　　ev.data.fd = listen_fd;
　　
　　ev.events = EPOLLIN;
　　
　　// 将 listen_fd 注册到刚刚创建的 epoll 中
　　
　　if (epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, listen_fd, &ev) == -1) {
　　
　　perror("epoll_ctl error, message: ");
　　
　　exit(1);
　　
　　}
　　
　　while(1) {
　　
　　// 等待事件发生
　　
　　ready_fd_num = epoll_wait(epoll_fd, events, MAX_EVENT_NUM, INFTIM);
　　
　　printf("[pid %d]