Linux网络编程 | I/O复用之epoll(ET模式)

前言

epoll（ET模式）以及使用方法。

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、epoll的LT模式与ET模式

epoll 对文件描述符有两种操作模式：LT（Level Trigger，电平触发）模式和 ET（EdgeTrigger，边沿触发）模式。LT 模式是默认的工作模式。当往 epoll 内核事件表中注册一个文件描述符上的 EPOLLET 事件时，epoll 将以高效的 ET 模式来操作该文件描述符。对于 LT 模式操作的文件描述符，当epoll_wait 检测到其上有事件发生并将此事件通知应用程序后，应用程序可以不立即处理该事件。这样，当应用程序下一次调用 epoll_wait 时，还会再次向应用程序通告此事件，直到该事件被处理。对于 ET 模式操作的文件描述符，当 epoll_wait 检测到其上有事件发生并将此事件通知应用程序后，应用程序必须立即处理该事件，因为后续的 epoll_wait 调用将不再向应用程序通知这一事件。所以 ET 模式在很大程度上降低了同一个 epoll 事件被重复触发的次数，因此效率比 LT 模式高。

二、使用步骤

1.服务器端（ET）

代码如下（示例）：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/time.h>
#include<sys/socket.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<netinet/in.h>
#include<poll.h>
#include<sys/epoll.h>
#include<fcntl.h>
#include<errno.h>

#define MAX 10

void setnonblock(int x)//设置无阻塞模式
{
    int oldfl=fcntl(x,F_GETFL);//获取文件描述符的属性
    int newfl=oldfl|O_NONBLOCK;//将文件描述符的属性加上非阻塞属性
    
    if(fcntl(x,F_SETFL,newfl)==-1)//将加上非阻塞之后的属性赋给描述符
    {
        printf("fcntl err\n");///如果失败，打印错误
    }
}
void epoll_add(int epfd,int fd)
{
    struct epoll_event ev;
    ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
    ev.data.fd=fd;

    setnonblock(fd);//将描述符的属性设置成为非阻塞模式

    if(epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,fd,&ev)==-1)
    {
        perror("epoll_ctl_add err\n");
    }
}

void epoll_del(int epfd,int fd)
{
    if(epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,fd,NULL)==-1)
    {
        perror("epoll_ctl_del error");
    }
}

int main()
{
    int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    assert(sockfd!=-1);

    struct sockaddr_in saddr,caddr;
    memset(&saddr,0,sizeof(saddr));
    saddr.sin_family=AF_INET;
    saddr.sin_port=htons(6000);
    saddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");

    int res=bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));
    assert(res!=-1);

    res=listen(sockfd,5);
    assert(res!=-1);

    int epfd=epoll_create(MAX);
    assert(epfd!=-1);

    epoll_add(epfd,sockfd);

    struct epoll_event evs[MAX]={0};
    while(1)
    {
        int n=epoll_wait(epfd,evs,MAX,5000);
        if(-1==n)
        {
            perror("epoll_wait err\n");
        }
        else if(0==n)
        {
            printf("time out\n");
        }
        else
        {
            for(int i=0;i<n;i++)
            {
                if(evs[i].events&EPOLLIN)//判断是什么事件,此程序只关注读事件，所以只判断读事件，
                {                        //若判断其他事件则继续与,例如写事件：if(evs[i]&EPOLLOUT)，以此类推。
                    if(evs[i].data.fd==sockfd)
                    {
                        struct sockaddr_in caddr;
                        int len=sizeof(caddr);
                        int c=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&caddr,&len);
                        if(c<0)
                        {
                            continue;
                        }
                        else
                        {
                            printf("accept c=%d\n",c);
                            epoll_add(epfd,c);
                        }
                    }
                    else
                    {
                        while(1)//循环取值
                        {
                            char buff[128]={0};
                            int num=recv(evs[i].data.fd,buff,1,0);
                            if(num==-1)//判断是因为取完返回-1还是真的出错返回的-1
                            {
                                if(errno!=EAGAIN ||errno!= EWOULDBLOCK)//头文件<errno.h>中有全局变量errno
                                {                                      //出错时会修改errno的值
                                    printf("recv err\n");//这种情况是真的出错
                                    break;
                                }
                                else
                                {
                                    send(evs[i].data.fd,"ok",2,0);//这种情况是输出缓冲区的数据被取完
                                    break;
                                }
                            }
                            else if(num==0)//客户端关闭
                            {
                                epoll_del(epfd,evs[i].data.fd);
                                close(evs[i].data.fd);
                                printf("client close\n");
                                break;
                            }
                            else//num>0
                            {
                                printf("buff(%d)=%s\n",evs[i].data.fd,buff);

                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }

2.客户端

代码如下（示例）：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<pthread.h>


int main()
{
    int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    assert(sockfd!=-1);

    struct sockaddr_in saddr;
    memset(&saddr,0,sizeof(saddr));
    saddr.sin_family=AF_INET;
    saddr.sin_port=htons(6000);
    saddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");

    int res=connect(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));
    assert(res!=-1);
    char buff[128]={0};
    printf("input: \n");
    while(1)
    {
        fgets(buff,128,stdin);
        if(strncmp(buff,"end",3)==0)
        {
            break;
        }
        send(sockfd,buff,strlen(buff),0);
        memset(&buff,0,sizeof(buff));
        recv(sockfd,buff,127,0);
        printf("buff=%s\n",buff);
    }

    close(sockfd);
    exit(0);
}

总结

1.设置ev.events为ET模式。
2.文件描述符设置为非阻塞模式。
3.循环读取，返回-1时判断errno与EAGAIN | EWOULDBLOCK（满足则证明在非阻塞模式下接收缓冲区的数据被读完）。