Linux中epoll用法總結（轉）

epoll是Linux內核爲處理大批量句柄而做了改進的poll，是Linux下多路複用IO接口select/poll的加強版本，它能顯著減小程序在大量併發鏈接中只有少許活躍的狀況下的系統CPU利用率。

1、epoll的優勢

支持一個進程打開大數目的socket描述符。

IO效率不隨FD數目增長而線性降低。

內核微調。

2、epoll的使用

epoll有2種工做方式：LT和ET。 　　

LT（level triggered，水平觸發）是缺省的工做方式，而且同時支持block和no-block socket.在這種作法中，內核告訴你一個文件描述符是否就緒了，而後你能夠對這個就緒的fd進行IO操做。若是你不做任何操做，內核仍是會繼續通知你的，因此，這種模式編程出錯誤可能性要小一點。傳統的select/poll都是這種模型的表明。 　　

ET （edge-triggered，邊緣觸發）是高速工做方式，只支持no-block socket。在這種模式下，當描述符從未就緒變爲就緒時，內核經過epoll告訴你。而後它會假設你知道文件描述符已經就緒，而且不會再爲那個文件描述符發送更多的就緒通知，直到你作了某些操做致使那個文件描述符再也不爲就緒狀態了（好比，你在發送，接收或者接收請求，或者發送接收的數據少於必定量時致使了一個EWOULDBLOCK 錯誤）。可是請注意，若是一直不對這個fd做IO操做（從而致使它再次變成未就緒），內核不會發送更多的通知（only once）。

epoll相關的系統調用有3個：epoll_create, epoll_ctl和epoll_wait。在頭文件<sys/epoll.h>

1. int epoll_create(int size);

參數size：用來告訴內核要監聽的數目一共有多少個。

返回值：成功時，返回一個非負整數的文件描述符，做爲建立好的epoll句柄。調用失敗時，返回-1，錯誤信息能夠經過errno得到。
    說明：建立一個epoll句柄，size用來告訴內核這個監聽的數目一共有多大。這個參數不一樣於select()中的第一個參數，給出最大監聽的fd+1的值。須要注意的是，當建立好epoll句柄後，它就是會佔用一個fd值，因此在使用完epoll後，必須調用close()關閉，不然可能致使fd被耗盡。

2. int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
    參數epfd：epoll_create()函數返回的epoll句柄。

參數op：操做選項。

參數fd：要進行操做的目標文件描述符。

參數event：struct epoll_event結構指針，將fd和要進行的操做關聯起來。

返回值：成功時，返回0，做爲建立好的epoll句柄。調用失敗時，返回-1，錯誤信息能夠經過errno得到。

說明：epoll的事件註冊函數，它不一樣與select()是在監聽事件時告訴內核要監聽什麼類型的事件，而是在這裏先註冊要監聽的事件類型。

參數op的可選值有如下3個：
EPOLL_CTL_ADD：註冊新的fd到epfd中；
EPOLL_CTL_MOD：修改已經註冊的fd的監聽事件；
EPOLL_CTL_DEL：從epfd中刪除一個fd；
struct epoll_event結構以下：

 

typedef union epoll_data {
   void *ptr;
   int fd;
   __uint32_t u32;
   __uint64_t u64;
} epoll_data_t;

struct epoll_event {
   __uint32_t events; /* Epoll events */
   epoll_data_t data; /* User data variable */
};

typedef union epoll_data { void *ptr; int fd; __uint32_t u32; __uint64_t u64; } epoll_data_t; struct epoll_event { __uint32_t events; /* Epoll events */ epoll_data_t data; /* User data variable */ };

 

 

   events能夠是如下幾個宏的集合：
EPOLLIN ：表示對應的文件描述符能夠讀（包括對端SOCKET正常關閉）；
EPOLLOUT：表示對應的文件描述符能夠寫；
EPOLLPRI：表示對應的文件描述符有緊急的數據可讀（這裏應該表示有帶外數據到來）；
EPOLLERR：表示對應的文件描述符發生錯誤；
EPOLLHUP：表示對應的文件描述符被掛斷；
EPOLLET： 將EPOLL設爲邊緣觸發(Edge Triggered)模式，這是相對於水平觸發(Level Triggered)來講的。
EPOLLONESHOT：只監聽一次事件，當監聽完此次事件以後，若是還須要繼續監聽這個socket的話，須要再次把這個socket加入到EPOLL隊列裏
3. int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);
    參數epfd：epoll_create()函數返回的epoll句柄。

參數events：struct epoll_event結構指針，用來從內核獲得事件的集合。

參數 maxevents：告訴內核這個events有多大

參數 timeout: 等待時的超時時間，以毫秒爲單位。

返回值：成功時，返回須要處理的事件數目。調用失敗時，返回0，表示等待超時。

說明：等待事件的產生。

3、示例

 

/*
使用 epoll 寫的回射服務器
將從client中接收到的數據再返回給client

*/
#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

using namespace std;

#define MAXLINE 100
#define OPEN_MAX 100
#define LISTENQ 20
#define SERV_PORT 5000
#define INFTIM 1000

void setnonblocking(int sock)
{
    int opts;
     opts=fcntl(sock,F_GETFL);
    if(opts<0)
    {
        perror("fcntl(sock,GETFL)");
        exit(1);
    }
     opts = opts|O_NONBLOCK;
    if(fcntl(sock,F_SETFL,opts)<0)
    {
        perror("fcntl(sock,SETFL,opts)");
        exit(1);
    }
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    int i, maxi, listenfd, connfd, sockfd,epfd,nfds, portnumber;
    ssize_t n;
    char line[MAXLINE];
    socklen_t clilen;
    string szTemp("");

    if ( 2 == argc )
    {
        if( (portnumber = atoi(argv[1])) < 0 )
        {
            fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber\a\n",argv[0]);
            return 1;
        }
    }
    else
    {
        fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber\a\n",argv[0]);
        return 1;
    }



    //聲明epoll_event結構體的變量,ev用於註冊事件,數組用於回傳要處理的事件
    struct epoll_event ev, events[20];

    //建立一個epoll的句柄，size用來告訴內核這個監聽的數目一共有多大
    epfd = epoll_create(256); //生成用於處理accept的epoll專用的文件描述符

    struct sockaddr_in clientaddr;
    struct sockaddr_in serveraddr;
    listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    //把socket設置爲非阻塞方式
    //setnonblocking(listenfd);

    //設置與要處理的事件相關的文件描述符
    ev.data.fd=listenfd;

    //設置要處理的事件類型
    ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;

    //註冊epoll事件
    epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev);

    bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr)); /*配置Server socket的相關信息 */
    serveraddr.sin_family = AF_INET;
    char *local_addr="127.0.0.1";
    inet_aton(local_addr,&(serveraddr.sin_addr));//htons(portnumber);
    serveraddr.sin_port=htons(portnumber);
    bind(listenfd,(sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr));

    listen(listenfd, LISTENQ);

    maxi = 0;

    for ( ; ; ) {

        //等待epoll事件的發生
        //返回須要處理的事件數目nfds，如返回0表示已超時。
        nfds=epoll_wait(epfd,events,20,500);

        //處理所發生的全部事件
        for(i=0; i < nfds; ++i)
        {
            //若是新監測到一個SOCKET用戶鏈接到了綁定的SOCKET端口，創建新的鏈接。
            if(events[i].data.fd == listenfd)
            {
                connfd = accept(listenfd,(sockaddr *)&clientaddr, &clilen);
                if(connfd < 0)
                {
                    perror("connfd < 0");
                    exit(1);
                }
                //setnonblocking(connfd);
                char *str = inet_ntoa(clientaddr.sin_addr);
                cout << "accapt a connection from " << str << endl;

                //設置用於讀操做的文件描述符
                  ev.data.fd=connfd;

                //設置用於註冊的讀操做事件
                  ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;

                //註冊ev
                epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,connfd,&ev); /* 添加 */
            }
            //若是是已經鏈接的用戶，而且收到數據，那麼進行讀入。
            else if(events[i].events&EPOLLIN)
            {
                cout << "EPOLLIN" << endl;
                if ( (sockfd = events[i].data.fd) < 0)
                    continue;
                if ( (n = recv(sockfd, line, sizeof(line), 0)) < 0)
                {
                    // Connection Reset:你鏈接的那一端已經斷開了，而你卻還試着在對方已斷開的socketfd上讀寫數據！
                    if (errno == ECONNRESET)
                    {
                        close(sockfd);
                        events[i].data.fd = -1;
                    }
                    else
                        std::cout<<"readline error"<<std::endl;
                }
                else if (n == 0) //讀入的數據爲空
                {
                    close(sockfd);
                    events[i].data.fd = -1;
                }

                szTemp = "";
                szTemp += line;
                szTemp = szTemp.substr(0,szTemp.find('\r')); /* remove the enter key */
                memset(line,0,100); /* clear the buffer */
                //line[n] = '\0';
                cout << "Readin: " << szTemp << endl;

                //設置用於寫操做的文件描述符
                ev.data.fd=sockfd;

                //設置用於註冊的寫操做事件
                ev.events=EPOLLOUT|EPOLLET;

                //修改sockfd上要處理的事件爲EPOLLOUT
                epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev); /* 修改 */

            }
            else if(events[i].events&EPOLLOUT) // 若是有數據發送

            {
                sockfd = events[i].data.fd;
                szTemp = "Server:" + szTemp + "\n";
                send(sockfd, szTemp.c_str(), szTemp.size(), 0);


                //設置用於讀操做的文件描述符
                ev.data.fd=sockfd;

                //設置用於註冊的讀操做事件
                ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;

                //修改sockfd上要處理的事件爲EPOLIN
                epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev); /* 修改 */
            }
        } //(over)處理所發生的全部事件
    } //(over)等待epoll事件的發生

    close(epfd);
    return 0;
}