【epoll】epoll的水平触发和边沿触发，及为什么边沿触发必须使用非阻塞？

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水平触发（level trigger，LT）与 边沿触发（edge trigger，ET）

下面解释为什么使用边缘触发必须使用非阻塞

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ET 模式是一种边沿触发模型，在它检测到有 I/O 事件时，通过 epoll_wait 调用会得到有事件通知的文件描述符，对于每一个"有事”文件描述符，如可读，则必须将该文件描述符一直读到空（返回errno 或EAGAIN 为止），否则下次的 epoll_wait 不会返回余下的数据，会丢掉事件。

而如果你的文件描述符如果不是非阻塞的，那这个一直读（或一直写）到最后读完了（或写完了）不会直接返回errno 或EAGAIN ，而是阻塞在那里等待新的数据到来。就会阻塞在那里，不会继续下一个while循环。

epoll ET 一般的调用如下：

while (1)
{
    int nFDs = epoll_wait(nEpollFD, events, 128, &timeout);
    for (int i = 0; i < nFDs; i ++)
    {
        if (events[i].events & EPOLLIN)
        {
            // 套接字有读事件，要读空，直到 recv 返回 -1 而且 errno == EAGAIN
            // 监听套接字可 accept 或套接字可读，都会得到可读通知
        }
         
        ...
    }
}

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epoll有两种触发方式

水平触发（level trigger，LT）与 边沿触发（edge trigger，ET）

水平触发与边缘触发的区别：

水平触发：只要缓冲区有数据就会一直触发

边沿触发：只有在缓冲区增加数据的那一刻才会触发

下面举一个例子说明这两者的区别

/* 使用边沿触发 */
 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    int epfd, nfds;
    struct epoll_event event, events[10];
    int i;
		
    epfd = epoll_create(10);
    event.data.fd = 0; /* 监听标准输入 */
    event.events = EPOLLIN | EPOLLET; /* 读监听、边缘触发 */
    //event.events = EPOLLIN; /* 读监听、边缘触发 */
    epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, 0, &event);
	
    while (1) 
    {
        
        nfds = epoll_wait(epfd, events, 10, -1); /* 放回就绪的描述符数量 */

        for (i = 0; i < nfds; i++) 
        {
            if (events[i].data.fd == 0) 
            {
                printf("hello world\n");
            }
        }
    }
	
	return 0;
}

此程序的运行效果，只有当往缓冲区写入数据时才会打印。（注意：由于没有将数据从缓冲区读取，所以此时缓冲区一直有数据）

如果将 event.events = EPOLLIN | EPOLLET（边沿触发） 改为 event.events = EPOLLIN（水平触发） ，则一旦输入数据，就会循环打印

这是因为输入数据后，并没有将其从缓冲区读取出来，此时epoll是水平触发，一直检测到缓冲区有数据，所以就一直循环打印

以上就是水平触发和边沿触发的区别

下面解释为什么使用边缘触发必须使用非阻塞

在设置边缘触发时，因为每次发消息只会触发一次(不管缓存区是否还留有数据)，所以必须把数据一次性读取出来，否则会影响下一次消息

下面的代码实现的是监听文件描述符，每次固定读取5个字节

先看下面这段代码

int main(int argc, char *argv[])
{
    int epfd, nfds;
    int i;
    struct epoll_event event, events[10];
    char buf[5];
    int flag;
	
    epfd = epoll_create(10);
    event.data.fd = 0; /* 监听标准输入 */
    event.events = EPOLLIN | EPOLLET; /* 读监听、边缘触发 */
    //event.events = EPOLLIN; /* 读监听、边缘触发 */
    epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, 0, &event);
 
#if 0
	flag = fcntl(0, F_GETFL);
	fcntl(0, F_SETFL, flag | O_NONBLOCK);
#endif	
 
    while (1)
    {
        int i;
        int num = 0;
        char c;
		
        nfds = epoll_wait(epfd, events, 5, -1); /* 返回就绪的文件描述符 */
		
        for (i = 0; i < nfds; ++i) 
        {
            if (events[i].data.fd == STDIN_FILENO) 
            {
                for(i = 0; i < 5; i++)
                {
                    buf[i] = getc(stdin);
                    if(buf[i] == -1)
                        break;
                }
 
                printf("hello world\n");
            }
            
        }
    }
	
    return 0;
}

这段代码的目的是，使用边沿触发，每次触发读取5个字节，此时getc函数是阻塞读取，这就会引起一个问题，当缓存中的数据小于5时，就会在这里阻塞等待，导致无法处理其他IO，这是非常错误的行为，在并发的服务器中，会导致服务器阻塞，无法处理其他客户端

正确的处理方法是将读取的文件描述符设置为非阻塞，循环读取，如果没有数据了就放回错误，这样就不会让服务器阻塞

可以添加下面这两行代码，将标准输入设置为非阻塞IO

flag = fcntl(0, F_GETFL);
fcntl(0, F_SETFL, flag | O_NONBLOCK);

这就解释了为什么边沿触发必须使用非阻塞的问题。

 

讨论：

Q：

你最后的结论“边缘触发必须使用非阻塞”，我的意思是“水平触发也需要使用非阻塞IO” 如果水平触发使用阻塞IO，当缓冲区数据不够read需要的字节数，同样会导致read阻塞，无法监听下一次就绪的读事件，进而形成死锁

A：

1、如果是水平触发非阻塞，然后一直调用读函数确实也会有这种问题，但如果是水平触发的话一般只会调用一次读函数，因为即使这个回合的数据没有读完，epoll依然会触发，从而再次读取，而不会响应下一个回合的数据，也保证这个回合数据的完整性。

2、如果是边缘触发，一旦触发必须得把所有的数据读出来，否则将等到下一个回合的数据到来时epoll触发才能读取，如果没有一次读完，那么这一次的数据将不完整，并且会和下一回合的数据混合在一起。

3、所以在边缘触发时一般都是while读取出所有的数据，直到read函数返回0，这就要求了边缘触发必须是非阻塞。 以上是个人观点～

 

原文：https://blog.csdn.net/weixin_42462202/article/details/86821382