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epoll事件模型

<h3>事件模型</h3>

EPOLL事件有两种模型:

Edge Triggered (ET) 边缘触发只有数据到来才触发,不管缓存区中是否还有数据。

Level Triggered (LT) 水平触发只要有数据都会触发。

思考如下步骤:

<ol><li>假定我们已经把一个用来从管道中读取数据的文件描述符(RFD)添加到epoll描述符。</li> <li>管道的另一端写入了2KB的数据</li> <li>调用epoll_wait,并且它会返回RFD,说明它已经准备好读取操作</li> <li>读取1KB的数据</li> <li>调用epoll_wait……</li> </ol>

在这个过程中,有两种工作模式:

<h4>ET模式</h4>

ET模式即Edge Triggered工作模式。

如果我们在第1步将RFD添加到epoll描述符的时候使用了EPOLLET标志,那么在第5步调用epoll_wait之后将有可能会挂起,因为剩余的数据还存在于文件的输入缓冲区内,而且数据发出端还在等待一个针对已经发出数据的反馈信息。只有在监视的文件句柄上发生了某个事件的时候 ET 工作模式才会汇报事件。因此在第5步的时候,调用者可能会放弃等待仍在存在于文件输入缓冲区内的剩余数据。epoll工作在ET模式的时候,必须使用非阻塞套接口,以避免由于一个文件句柄的阻塞读/阻塞写操作把处理多个文件描述符的任务饿死。最好以下面的方式调用ET模式的epoll接口,在后面会介绍避免可能的缺陷。

1)      基于非阻塞文件句柄

2)      只有当read或者write返回EAGAIN(非阻塞读,暂时无数据)时才需要挂起、等待。但这并不是说每次read时都需要循环读,直到读到产生一个EAGAIN才认为此次事件处理完成,当read返回的读到的数据长度小于请求的数据长度时,就可以确定此时缓冲中已没有数据了,也就可以认为此事读事件已处理完成。

<h4>LT模式</h4>

LT模式即Level Triggered工作模式。

与ET模式不同的是,以LT方式调用epoll接口的时候,它就相当于一个速度比较快的poll,无论后面的数据是否被使用。

LT(level triggered):LT是缺省的工作方式,并且同时支持block和no-block socket。在这种做法中,内核告诉你一个文件描述符是否就绪了,然后你可以对这个就绪的fd进行IO操作。如果你不作任何操作,内核还是会继续通知你的,所以,这种模式编程出错误可能性要小一点。传统的select/poll都是这种模型的代表。

ET(edge-triggered):ET是高速工作方式,只支持no-block socket。在这种模式下,当描述符从未就绪变为就绪时,内核通过epoll告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪,并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知。请注意,如果一直不对这个fd作IO操作(从而导致它再次变成未就绪),内核不会发送更多的通知(only once).

<h3>实例一:</h3>

基于管道epoll ET触发模式

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <sys/epoll.h> #include <errno.h> #include <unistd.h> #define MAXLINE 10 int main(int argc, char *argv[]) { int efd, i; int pfd[2]; pid_t pid; char buf[MAXLINE], ch = 'a'; pipe(pfd); pid = fork(); if (pid == 0) { close(pfd[0]); while (1) { for (i = 0; i < MAXLINE/2; i++) buf[i] = ch; buf[i-1] = '\n'; ch++; for (; i < MAXLINE; i++) buf[i] = ch; buf[i-1] = '\n'; ch++; write(pfd[1], buf, sizeof(buf)); sleep(2); } close(pfd[1]); } else if (pid > 0) { struct epoll_event event; struct epoll_event resevent[10]; int res, len; close(pfd[1]); efd = epoll_create(10); /* event.events = EPOLLIN; */ event.events = EPOLLIN | EPOLLET; /* ET 边沿触发 ,默认是水平触发 */ event.data.fd = pfd[0]; epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_ADD, pfd[0], &event); while (1) { res = epoll_wait(efd, resevent, 10, -1); printf("res %d\n", res); if (resevent[0].data.fd == pfd[0]) { len = read(pfd[0], buf, MAXLINE/2); write(STDOUT_FILENO, buf, len); } } close(pfd[0]); close(efd); } else { perror("fork"); exit(-1); } return 0; }

水平触发:

运行结果:

ubuntu1604@ubuntu:~/wangqinghe/linux/20190827$ ./et

res 1

aaaa

res 1

bbbb

res 1

cccc

res 1

dddd

res 1

eeee

res 1

ffff

^C

<h3>实例二:</h3>

基于网络C/S模型的epoll ET触发模式

<h4>server</h4> /* server.c */ #include <stdio.h> #include <string.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <signal.h> #include <sys/wait.h> #include <sys/types.h> #include <sys/epoll.h> #include <unistd.h> #define MAXLINE 10 #define SERV_PORT 8080 int main(void) { struct sockaddr_in servaddr, cliaddr; socklen_t cliaddr_len; int listenfd, connfd; char buf[MAXLINE]; char str[INET_ADDRSTRLEN]; int i, efd; listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); listen(listenfd, 20); struct epoll_event event; struct epoll_event resevent[10]; int res, len; efd = epoll_create(10); event.events = EPOLLIN | EPOLLET; /* ET 边沿触发 ,默认是水平触发 */ printf("Accepting connections ...\n"); cliaddr_len = sizeof(cliaddr); connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &cliaddr_len); printf("received from %s at PORT %d\n", inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)), ntohs(cliaddr.sin_port)); event.data.fd = connfd; epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_ADD, connfd, &event); while (1) { res = epoll_wait(efd, resevent, 10, -1); printf("res %d\n", res); if (resevent[0].data.fd == connfd) { len = read(connfd, buf, MAXLINE/2); write(STDOUT_FILENO, buf, len); } } return 0; } <h4>client</h4> /* client.c */ #include <stdio.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <netinet/in.h> #define MAXLINE 10 #define SERV_PORT 8080 int main(int argc, char *argv[]) { struct sockaddr_in servaddr; char buf[MAXLINE]; int sockfd, i; char ch = 'a'; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr.sin_addr); servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); while (1) { for (i = 0; i < MAXLINE/2; i++) buf[i] = ch; buf[i-1] = '\n'; ch++; for (; i < MAXLINE; i++) buf[i] = ch; buf[i-1] = '\n'; ch++; write(sockfd, buf, sizeof(buf)); sleep(10); } Close(sockfd); return 0; }

边沿触发:

运行结果:

ubuntu1604@ubuntu:~/wangqinghe/linux/20190827$ ./et

res 1

aaaa

res 1

bbbb

res 1

cccc

^C

<h3>实例三:</h3>

基于网络C/S非阻塞模型的epoll ET触发模式

<h4>server</h4> /* server.c */ #include <stdio.h> #include <string.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <sys/wait.h> #include <sys/types.h> #include <sys/epoll.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #define MAXLINE 10 #define SERV_PORT 8080 int main(void) { struct sockaddr_in servaddr, cliaddr; socklen_t cliaddr_len; int listenfd, connfd; char buf[MAXLINE]; char str[INET_ADDRSTRLEN]; int i, efd, flag; listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); listen(listenfd, 20); struct epoll_event event; struct epoll_event resevent[10]; int res, len; efd = epoll_create(10); /* event.events = EPOLLIN; */ event.events = EPOLLIN | EPOLLET; /* ET 边沿触发 ,默认是水平触发 */ printf("Accepting connections ...\n"); cliaddr_len = sizeof(cliaddr); connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &cliaddr_len); printf("received from %s at PORT %d\n", inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)), ntohs(cliaddr.sin_port)); flag = fcntl(connfd, F_GETFL); flag |= O_NONBLOCK; fcntl(connfd, F_SETFL, flag); event.data.fd = connfd; epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_ADD, connfd, &event); while (1) { printf("epoll_wait begin\n"); res = epoll_wait(efd, resevent, 10, -1); printf("epoll_wait end res %d\n", res); if (resevent[0].data.fd == connfd) { while ((len = read(connfd, buf, MAXLINE/2)) > 0) write(STDOUT_FILENO, buf, len); } } return 0; } <h4>client</h4> /* client.c */ #include <stdio.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <netinet/in.h> #define MAXLINE 10 #define SERV_PORT 8080 int main(int argc, char *argv[]) { struct sockaddr_in servaddr; char buf[MAXLINE]; int sockfd, i; char ch = 'a'; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr.sin_addr); servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)); while (1) { for (i = 0; i < MAXLINE/2; i++) buf[i] = ch; buf[i-1] = '\n'; ch++; for (; i < MAXLINE; i++) buf[i] = ch; buf[i-1] = '\n'; ch++; write(sockfd, buf, sizeof(buf)); sleep(10); } Close(sockfd); return 0; }

来源:博客园

作者:王清河

链接:https://www.cnblogs.com/wanghao-boke/p/11425936.html

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