epoll反应堆代码解析
代码非原创！本文只是讲解别人的代码。
但是那篇代码找不到了。。晕死，只找到了原理讲解的一篇。
原epoll反应堆代码和原理参考文章
然后B站p54课 的代码跟这个差不多
用自己的理解来描述epoll反应堆
某天，假设同时有1万个客户端连接到我的主机上，这1万个人使用了我电脑上1万个端口（网络接口）。
那么我的linux系统的内核会自动创建一个 eventpoll 对象，这个对象里保存的东西都挺复杂
stuct eventpoll {
红黑树的树根 rootpoint;
双向链表 deqlist,
.....其他略
}
双向链表保存着所有发生变化的事件，比如谁向我发送了字符串，哪个客户端刚刚跟我建立了连接，谁正在下载网站上的图片。。谁正在试图上传（注册）自己的账号信息……根据先后顺序就给这些链表节点编号， 1， 2， 3 ……
同时会有一个红黑树，保存这些事件。因为红黑树的插入、查找的速度不随着树的庞大而线性下降
，我们给树叶编号A, B , C ……
在epoll中对于每一个事件都会建立一个epitem结构体，如下所示：
struct epitem {
双向链表中的编号：5
红黑树中的叶子编号：F
用户：小明
时间：上午9点
xxx...
//期待的事件类型
struct epoll_event event;
}
注意最后一个，我们在上篇文章中，已经使用过这个结构体
int epoll_ctl (int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
看来，内核里这么多东西如果都让我们操作，太复杂了，所以我们只操作 epoll_event 这个结构体，再创建一个它们组成的数组就行了，这就是epoll接口的使用方法；epoll_wait函数也是把就绪事件都返回，存在这个结构体。 epoll_ctl 函数也是把这个结构体上树/修改、下树。
但是这个结构体是由两个成员组成
struct epoll_event {
uint32_t events; /* Epoll events */
epoll_data_t data; /* User data variable */
};
data 是一个联合体，其中包含一个void * 这就允许我们自己写上回调函数，一旦文件描述符就绪，就让我们自定义的回调函数执行！，那么问题来了 如何将自己自定义的data 插入到epoll_event这个结构体中？？
data.ptr = 你自己写的回调函数名称，就行了！！因为函数名字就是函数的指针（地址）
但是如果又想传参数咋办，干脆把参数、函数名、文件描述符、统统包进一个结构体，让void * 指向这个结构体。
我们刚学结构体的时候，很容易理解直接赋值的写法
struct example {
int a ;
char b;
double c;
}
struct example exap;
exap.a =100;
exap.b ='m' ;等等，但是现在有一个函数，它就是能够命名一个结构体的所有成员。我们只需要把成员的值都写在参数里就行了。例如
void func ( struct example *p ,int a , char b , double c) {
p->a =a;
p-> b=b;
p- >c = c;
}
调用函数func (&exap, 200, 'n' , 12.94) 就给exap这个结构体的每个成员都赋值了。在后面大堆代码中，起到同样作用的，是eventset这个函数
void eventset(struct myevent_s *ev, int fd, void (*call_back)(int, int, void *), void *arg)
{
ev->fd = fd;
ev->call_back = call_back;
ev->events = 0;
ev->arg = arg;
ev->status = 0;
}
它是给你自定义的结构体myevent_s赋值用的，而这个 myevent_s 成员如下：
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; //注意这个为给下面回调函数传的参数 //泛型参数
void (*call_back)(int fd, int events, void *arg); //回调函数 （函数指针）
int status; //是否在监听： 1->在红黑树上监听 0->不在（不监听）
char buf[128];
int len;
};看到这有人会说，eventset函数把结构体的第1， 3， 4， 5个成员都设定好了，但是文件描述符怎么没写？
没事，eventadd函数接着补完这个结构体（*ev是自定义结构体的实例），指定了*ev的成员events就是eventadd函数的第二个参数。 这样，*ev的成员就完整了，在eventadd函数中，构造一个空的epoll_event 结构体实例 epv ，然后让epv .data中的万能指针ptr指向 ev 。这样就把一个你自定义的myevent_s 的结构体，和一个系统让你摸得着的epoll_event结构体联系了起来。eventadd函数要做的事情还没完，它会把epv 上树 （利用系统函数 epoll _ctl ）。这样当其中的文件描述符就绪时（当epoll _ wait 函数返回时），这个epv，就包含在所有就绪的epoll_event结构体数组pollarray里（这个名字是我自己命名的） ,epv.data的万用指针，也没有改变指向
void eventadd(int efd, int events, struct myevent_s *ev){
struct epoll_event epv = {0, {0}};
int op;
// ptr指向这个结构体 ev
epv.data.ptr = ev;
epv.events = ev->events = events;
//EPOLLIN 或 EPOLLOUT（listenfd 不涉及OUT）
if (ev->status == 1) { //已经在树上
op = EPOLL_CTL_MOD; // 修改其属性
} else { //不在红黑树上
op = EPOLL_CTL_ADD; // 将其加入红黑树 g_efd 并将status置为1
ev->status = 1;
}
if (epoll_ctl(efd, op, ev->fd, &epv) < 0)
printf("event add failed [fd=%d], events[%d]\n", ev->fd, events);
else
printf("event add OK [fd=%d], op=%d, events[%0X]\n", ev->fd, op, events);
}
那么接下来我们怎么把主机上1万个网络端口 ，这1万个socket 的文件描述符，跟相应的回调函数联系起来？请看void initlistensocket(int efd, short port) 函数 这个函数中，作者假设最多只能有1024个人连接我的主机，这样就创建了容量为1025个的自定义结构体myevent_s 的数组 g_events[1025], 把最后一个位置 g_events[1024] 给监听描述符 lfd。通过eventset 和eventadd俩函数的操作，一个包含 lfd的 epoll_event 结构体已经上了红黑树。这个结构体的data.void*指向 g_events[1024] ，g_events[1024]中，回调函数是acceptconn
acceptconn里写了什么？
大家都知道，监听描述符有事件时（就绪时） 就是 “有新的客户端连接”，那么它应该执行 int newfd = accept ( lfd, NULL, NULL) (newfd是通信描述符，lfd 是监听描述符）。新建立的通信描述符，叫做 cfd 。我们利用eventset 创建一个 自定义myevent_ s结构体，包含这个cfd ，回调函数是 recvdata 。我们再利用 event add函数 创建一个 epoll_event 结构体 epv， , 它的事件 是 EPOLLIN （反正服务器是不会主动向客户端发任何东西，所以默认等待客户端发送信息，服务器等待可读事件，这个设定没问题），刚才自定义的myevent_s 结构体事件也是EPOLLIN ，并且epv 的data中的万用指针指向 myevent_s 。
假设第一个连接的人叫做小明，（假设没有任何别人的操作，这时候有事情的就只有 监听描述符 lsd 了 ）接着epoll_wait 函数就返回了，注意看main函数里写的 epoll_wait , 此时pollarray数组中，肯定就只有一个成员 pollarray[ 0] 。
for (i = 0; i < nready; i++) {
/* 使用自定义结构体myevent_s类型指针，接收联合体data的void *ptr成员 */
struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *)pollarray[i].data.ptr;
if ((pollarray[i].events & EPOLLIN) && (ev->events & EPOLLIN)) {
ev->call_back(ev->fd, pollarray[i].events, ev->arg);
}
再main函数中， 又构建了一个 新的、myevent_s 结构体 ev来全盘接受 pollarray[ 0] 成员中的void *指向的结构体，这样执行回调函数就是执行acceptconn 。。。新建 了 通信描述防护 cfd ，然后对应epoll_event 结构体上树， 这个描述符有事情的时候，肯定是客户发了信息，所以回调函数 是recvdata ，但是注意，读完了，就把 这个结构体下树了、、、然后新建一个myevent_s 结构体，回调函数是 写事件 sendata（意思是服务i其返回信息给客户端）
完整全部代码
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define MAX_EVENTS 1024 //监听上限
#define BUFLEN 4096
#define SERV_PORT 8888
void recvdata(int fd, int events, void *arg); //接受数据
void senddata(int fd, int events, void *arg); //发送数据
/* 描述就绪文件描述符相关信息 */
struct myevent_s {
int fd;
int events;
void *arg;
void (*call_back)(int fd, int events, void *arg);
int status;
char buf[128];
//是否在监听： 1->在红黑树上监听 0->不在（不监听）
int len;
};
int g_efd; //全局变量 树根
struct myevent_s g_events[MAX_EVENTS+1];
//自定义结构体类型数组 +1--> listen fd
int cfd;
int i;
/* 将结构体 myevent_s 成员变量 初始化 */
void eventset(struct myevent_s *ev, int fd, void (*call_back)(int, int, void *), void *arg)
{
ev->fd = fd;
ev->call_back = call_back;
ev->events = 0;
ev->arg = arg;
ev->status = 0;
}
/* 向 epoll监听的红黑树添加一个文件描述符 */
void eventadd(int efd, int events, struct myevent_s *ev){
struct epoll_event epv = {0, {0}};
int op;
epv.data.ptr = ev; // ptr指向这个结构体 ev
epv.events = ev->events = events;
if (ev->status == 1) {
op = EPOLL_CTL_MOD;
} else {
op = EPOLL_CTL_ADD;
ev->status = 1;
}
if (epoll_ctl(efd, op, ev->fd, &epv) < 0)
printf("event add failed [fd=%d], events[%d]\n", ev->fd, events);
else
printf("event add OK [fd=%d], op=%d, events[%0X]\n", ev->fd, op, events);
}
void eventdel(int efd, struct myevent_s *ev){
struct epoll_event epv = {0, {0}};
if (ev->status != 1) //不在红黑树上
return ;
epv.data.ptr = ev;
ev->status = 0;
epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_DEL, ev->fd, &epv);
}
void acceptconn(int lfd, int events, void *arg){
if ((cfd = accept(lfd, NULL, NULL)) == -1) {
if (errno != EAGAIN && errno != EINTR) {
/* 暂时不做处理 */
}
printf("%s: accept, %s\n", __func__, strerror(errno));
return ;
}
for (i = 0; i < MAX_EVENTS; i++){
if (g_events[i].status == 0)
break;
}
if (i == MAX_EVENTS) {
printf("%s: max connect limit[%d]\n", __func__, MAX_EVENTS);
}
int flag = 0;
/* 将这个g_events[i] （cfd）放到监听红黑树上 */
eventset(&g_events[i], cfd, recvdata, &g_events[i]); // 设置这个cfd 监听读事件
eventadd(g_efd, EPOLLIN, &g_events[i]); //挂树上
printf("new connect \n");
}
void recvdata(int fd, int events, void *arg){
struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *)arg;
int len;
len = recv(fd, ev->buf, sizeof(ev->buf), 0);
//recv 相当于read; 读文件描述符，数据传入myevent_s成员buf中
eventdel(g_efd, ev); //将该节点从红黑树摘下来
if (len > 0) { //读到了客户端写过来的数据
ev->len = len;
ev->buf[len] = '\0'; // 手动添加字符串结束标记
printf("C[%d]:%s\n", fd, ev->buf);
eventset(ev, fd, senddata, ev); //设置该fd对应的回调函数为senddata
eventadd(g_efd, EPOLLOUT, ev); //将fd加入红黑树g_efd中，监听其写事件
} else if (len == 0) {
close(ev->fd);
/* ev-g_events 地址相减 */
printf("[fd=%d] pos[%ld], closed\n", fd, ev-g_events);
} else {
close(ev->fd);
printf("recv[fd=%d] error[%d]:%s\n", fd, errno, strerror(errno));
}
}
void senddata(int fd, int events, void *arg)
{
struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *)arg;
int len;
len = send(fd, ev->buf, ev->len, 0); //直接将数据回写给客户端 未作处理
/*
printf("fd=%d\tev->buf=%s\ttev->len=%d\n", fd, ev->buf, ev->len);
printf("send len = %d\n", len);
*/
if (len > 0) {
printf("send[fd=%d], [%d]%s\n", fd, len, ev->buf);
eventdel(g_efd, ev); // 从红黑树g_efd中移除
eventset(ev, fd, recvdata, ev); // 将该fd的回调函数改为recvdata
} else {
close(ev->fd); //关闭连接
eventdel(g_efd, ev); // 红黑树g_efd中移除
printf("send[fd=%d] error %s\n", fd, strerror(errno));
}
}
/* 创建socket 初始化lfd */
void initlistensocket(int efd, short port)
{
int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
fcntl(lfd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
//fctl将socket设置为非阻塞
eventset(&g_events[MAX_EVENTS], lfd, acceptconn, &g_events[MAX_EVENTS]);
// 将数组g_events中的最后一个元素(索引为MAX_EVENTS)添加为监听文件描符fd
eventadd(efd, EPOLLIN, &g_events[MAX_EVENTS]);
struct sockaddr_in sin;
memset(&sin, 0, sizeof(sin));
//bzero(&sin, sizeof(sin))
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
sin.sin_port = htons(SERV_PORT);
bind(lfd, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin)); // 绑定
listen(lfd, 20); // 监听
}
int main(int argc, char *argv[]){
g_efd = epoll_create(MAX_EVENTS+1);
if (g_efd <= 0){
printf("create efd in %s err %s\n", __func__, strerror(errno));
}
initlistensocket(g_efd, SERV_PORT);
struct epoll_event pollarray [MAX_EVENTS+1]; //就绪事件的文件描述符的数组pollarray
/*监听红黑树g_efd, 将满足的事件的文件描述符加至array数组中, */
while (1) {
int nready = epoll_wait(g_efd, pollarray, MAX_EVENTS+1, -1);
if (nready < 0) {
printf("epoll_wait error, exit\n");
break;
}
for (i = 0; i < nready; i++) {
/* 使用自定义结构体myevent_s类型指针，接收联合体data的void *ptr成员 */
struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *)pollarray[i].data.ptr;
if ((pollarray[i].events & EPOLLIN) && (ev->events & EPOLLIN)) {
ev->call_back(ev->fd, pollarray[i].events, ev->arg);
}
if ((pollarray[i].events & EPOLLOUT) && (ev->events & EPOLLOUT)) {
ev->call_back(ev->fd, pollarray[i].events, ev->arg);
}
}
}
/* 释放所有资源 */
return 0;
}