用epoll实现异步的Echo服务器

http://www.coder4.com/archives/135

 

epoll是Kernel 2.6后新加入的事件机制，在高并发条件下，远优于select.

用个硬件中的例子吧，可能不太恰当：epoll相当于I／O中断（有的时候才相应），而select相当于轮询（总要反复查询）。

其实epoll比slect好用很多，主要一下几个用法。

struct epoll_event ; epoll事件体，事件发生时候你可以得到一个它。其中epoll_event.data.fd可以存储关联的句柄，epoll_event.event 是监听标志，常用的有EPOLLIN （有数据，可以读）、EPOLLOUT（有数据，可以写）EPOLLET（有事件，通用）;

（1）创建epoll句柄

int epFd = epoll_create(EPOLL_SIZE);

（2）加入一个句柄到epoll的监听队列

ev.data.fd = serverFd;
ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;
epoll_ctl(epFd, EPOLL_CTL_ADD, serverFd, &ev);

上面的fd是你要绑定给事件发生时候使用的fd,到时候只能操作这个，下面是事件类型。

使用epoll_ctl添加到之中，EPOLL_CTL_ADD是epoll控制类型，这里监听的fd和给event的fd一般相同。

(3)等待event返回

int nfds = epoll_wait(epFd, evs, EVENT_ARR, -1);

传入的evs是epoll_event的数组，EVENT_ARR应当是不超过这个数组的长度。返回nfds的是不超过EVENT_ARR的数值，表示本次等待到了几个事件。

(4)遍历事件

注意，这里遍历的事件是肯定已经发生了的，而select中遍历的是每个fd，而fd不一定在FDSET中（即不一定有读事件发生）！这是效率最大的差别所在！

for (int i = 0; i < nfds; i++)

{

//do something

}

(5)其他技巧

对事件是否是serverFd判断，如果是，进行accept并加入epoll监听队列，要设置异步读取。

如果evts[i]&EPOLLIN，表示可读，使用read进行试探，如果>0表示连接没有关闭，否则连接已经关闭（出发事件又读 取不到东西，表示socket关闭！）。如果<0出错。如果>0，需要继续读取直到为0，但是注意这里的为0是在第一次read不为0的前提 下，毕竟我们设置了异步读取，暂时没有数据可以读就返回0了！而如果第一次返回0，那么就是关闭吧！

注意关闭要移出出epoll并且close(clientFd)

罗嗦了好多，看代码！

1

/*

2

* main.cc

3

*

4	*  Created on: 2009-11-30

5	*      Author: liheyuan

6	*    Describe: epoll实现阻塞模式服务器(Echo服务器)

7

*

8	*   Last Date: 2009-11-30

9	*   CopyRight: 2009 @ ICT LiHeyuan

10

*/

11	#include <stdio.h>

12	#include <stdlib.h>

13	#include <unistd.h>

14	#include <fcntl.h>

15	#include <arpa/inet.h>

16	#include <netinet/in.h>

17	#include <sys/epoll.h>

18	#include <errno.h>

19

20	#define EPOLL_SIZE 10

21	#define EVENT_ARR 20

22	#define BACK_QUEUE 10

23	#define PORT 18001

24	#define BUF_SIZE 16

25

26	void setnonblocking(int sockFd) {

27

int opt;

28

29	//获取sock原来的flag

30	opt = fcntl(sockFd, F_GETFL);

31	if (opt < 0) {

32	printf("fcntl(F_GETFL) fail.");

33

exit(-1);

34

}

35

36	//设置新的flag,非阻塞

37	opt |= O_NONBLOCK;

38	if (fcntl(sockFd, F_SETFL, opt) < 0) {

39	printf("fcntl(F_SETFL) fail.");

40

exit(-1);

41

}

42

}

43

44	int main() {

45

46	int serverFd;

47

48

//创建服务器fd

49	serverFd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

50	setnonblocking(serverFd);

51

52	//创建epoll，并把serverFd放入监听队列

53	int epFd = epoll_create(EPOLL_SIZE);

54	struct epoll_event ev, evs[EVENT_ARR];

55	ev.data.fd = serverFd;

56	ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;

57	epoll_ctl(epFd, EPOLL_CTL_ADD, serverFd, &ev);

58

59

//绑定服务器端口

60	struct sockaddr_in serverAddr;

61	socklen_t serverLen = sizeof(struct sockaddr_in);

62	serverAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

63	serverAddr.sin_port = htons(PORT);

64	if (bind(serverFd, (struct sockaddr *) &serverAddr, serverLen)) {

65	printf("bind() fail.\n");

66

exit(-1);

67

}

68

69

//打开监听

70	if (listen(serverFd, BACK_QUEUE)) {

71	printf("Listen fail.\n");

72

exit(-1);

73

}

74

75

//死循环处理

76	int clientFd;

77	sockaddr_in clientAddr;

78	socklen_t clientLen;

79	char buf[BUF_SIZE];

80	while (1) {

81	//等待epoll事件的到来，最多取EVENT_ARR个事件

82	int nfds = epoll_wait(epFd, evs, EVENT_ARR, -1);

83

//处理事件

84	for (int i = 0; i < nfds; i++) {

85	if (evs[i].data.fd == serverFd && evs[i].data.fd & EPOLLIN) {

86	//如果是serverFd,表明有新连接连入

87	if ((clientFd = accept(serverFd,

88	(struct sockaddr *) &clientAddr, &clientLen)) < 0) {

89	printf("accept fail.\n");

90

}

91	printf("Connect from %s:%d\n", inet_ntoa(clientAddr.sin_addr),

92	htons(clientAddr.sin_port));

93	setnonblocking(clientFd);

94	//注册accept()到的连接

95	ev.data.fd = clientFd;

96	ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;

97	epoll_ctl(epFd, EPOLL_CTL_ADD, clientFd, &ev);

98	} else if (evs[i].events & EPOLLIN) {

99	//如果不是serverFd,则是client的可读

100	if ((clientFd = evs[i].data.fd) > 0) {

101	//先进行试探性读取

102	int len = read(clientFd, buf, BUF_SIZE);

103	if (len > 0) {

104	//有数据可以读，Echo写入

105

do {

106	if (write(clientFd, buf, len) < 0) {

107	printf("write() fail.\n");

108

}

109	len = read(clientFd, buf, BUF_SIZE);

110	} while (len > 0);

111	} else if (len == 0) {

112	//出发了EPOLLIN事件，却没有可以读取的，表示断线

113	printf("Client closed at %d\n", clientFd);

114	epoll_ctl(epFd, EPOLL_CTL_DEL, clientFd, &ev);

115	close(clientFd);

116	evs[i].data.fd = -1;

117

break;

118	} else if (len == EAGAIN) {

119

continue;

120

} else {

121	//client读取出错

122	printf("read() fail.");

123

}

124

}

125

} else {

126	printf("other event.\n");

127

}

128

}

129

}

130

131

return 0;

132

}