本文学习于：C语言技术网（www.freecplus.net），在 b 站学习于 C 语言技术网，并加以自己的一些理解和复现，如有侵权会删除。
接下来应该是网络编程部分最难也是最常用的部分，同时在这一章我会全部学习完毕。
多进程/多线程网络服务端在创建进程/线程CPU和内存开销很大。多线程/多进程并发模型，为每个socket分配一个进程/线程。I/O多路复用，采用单个进/线程就可以管理多个socket。I/O复用有三种方案：select，poll，epoll。接下来跟着进行学习。
select也是一个服务端程序设计的方法，其中流程图如下，
在之前的网络服务中，网络服务中服务端是阻塞在 accept() 部分，形成一个客户端等待队列，在这里是阻塞在 select() 部分，客户端有连接断开请求时，会更新 socket 集合，并重新加入 select() 阻塞队列。其中两个主要程序如下，首先是客户端程序，命名为 selectSever.cpp ，其源代码如下，
/*
* 程序功能：
* 作者：C语言技术网(www.freecplus.net)
*/
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
// 初始化服务端的监听端口
int initserver(int port);
int main(int argc, char *argv[]){
if(argc != 2){
printf("usage:./selectServer port\n"); return -1;
}
// 初始化服务端用于监听的 socket
int listensock = initserver(atoi(argv[1]));
printf("listensock = %d\n", listensock);
if(listensock < 0){
printf("initserver() failed.\n"); return -1;
}
fd_set readfdset; // 读事件的集合，包括监听socket和客户端连接上来的socket.
int maxfd; // readfdset 中 socket 的最大值
// 初始化结构体，把 listensock 添加到集合中
FD_ZERO(&readfdset);
FD_SET(listensock, &readfdset);
maxfd = listensock;
while(1){
// 调用 select 函数时，会改变 socket 集合的内容，所以要把 socket 集合保存下来，传一个临时的给 select
fd_set tmpfdset = readfdset;
int infds = select(maxfd + 1, &tmpfdset, NULL, NULL, NULL);
// printf("select infds = %d\n", infds);
// 返回失败。
if(infds < 0){
printf("select() failed.\n"); perror("select()"); break;
}
// 超时，在程序中，select最后一个参数为空，不存在超时的情况
if(infds == 0){
printf("select() timeout.\n"); continue;
}
// 检查有事情发生的 socket，包括监听和客户端连接的 socket
// 这里是客户端的 socket 事件，每次都要遍历整个集合，因为可能有多个 socket 有事件
for(int eventfd = 0; eventfd <= maxfd; eventfd++){
if(FD_ISSET(eventfd, &tmpfdset) <= 0) continue;
if(eventfd == listensock){
// 如果发生事件的是 listensock，表示有新的客户端连上来
struct sockaddr_in client;
socklen_t len = sizeof(client);
int clientsock = accept(listensock, (struct sockaddr*)&client, &len);
if(clientsock < 0){printf("accept() failed.\n"); continue;}
printf("client(socket = %d) connected ok.\n", clientsock);
// 把新的客户端 socket 加入集合
FD_SET(clientsock, &readfdset);
if(maxfd < clientsock) maxfd = clientsock;
continue;
}else{
// 客户端有数据过来或客户端的 socket 连接被断开
char buffer[1024];
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
// 读取客户端的数据
ssize_t isize = read(eventfd, buffer, sizeof(buffer));
// 发生了错误或 socket 被对方关闭
if(isize <= 0){
printf("client(event = %d) disconnected.\n", eventfd);
close(eventfd); // 关闭客户端的 socket
FD_CLR(eventfd, &readfdset); // 从集合中移去客户端的 socket
// 重新计算 maxfd 的值，注意，只有当 evntfd = maxfd 时才需要计算
if(eventfd = maxfd){
for(int ii = maxfd; ii > 0; ii--){
if(FD_ISSET(ii, &readfdset)){
maxfd = ii; break;
}
}
printf("maxfd = %d\n", maxfd);
}
continue;
}
printf("recv(eventfd = %d, size = %d):%s\n", eventfd, isize, buffer);
// 把收到的报文发回给客户端
write(eventfd, buffer, strlen(buffer));
}
}
}
}
// 初始化服务端的监听端口
int initserver(int port){
int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sock < 0){
printf("socket() failed.\n"); return -1;
}
// linux 如下
int opt = 1; unsigned int len = sizeof(opt);
setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, len);
setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &opt, len);
struct sockaddr_in servaddr;
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(port);
if(bind(sock, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof(servaddr)) < 0){
printf("bind() failed.\n"); close(sock); return -1;
}
if(listen(sock, 5) != 0){
printf("listen() failed.\n"); close(sock); return -1;
}
return sock;
}
接着是服务端程序如下，命名为 client.cpp ，其源代码如下，
/*
* 程序名：book247.cpp，此程序用于演示用C++的方法封装socket客户端
* 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>
#include <netinet/in.h>
int main(int argc, char *argv[]){
if(argc != 3){
printf("usage:./tcpclient ip port\n"); return -1;
}
int sockfd;
struct sockaddr_in servaddr;
char buf[1024];
if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0){ printf("socket() failed.\n"); return -1; }
memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
if(connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) != 0){
printf("connect(%s:%s) failed.\n", argv[1], argv[2]); close(sockfd); return -1;
}
printf("connect ok.\n");
for(int ii = 0; ii < 10000; ii++){
memset(buf, 0, sizeof(buf));
printf("please input:"); scanf("%s", buf);
// sprintf(buf, "11111111111ii = %08d", ii);
if(write(sockfd, buf, strlen(buf)) <= 0){
printf("write() failed.\n"); close(sockfd); return -1;
}
memset(buf, 0, sizeof(buf));
if(read(sockfd, buf, sizeof(buf)) <= 0){
printf("read() failed.\n"); close(sockfd); return -1;
}
printf("recv: %s\n", buf);
// close(sockfd); break;
}
}
这两个程序主要功能是，客户端和服务端建立连接后，客户端在键盘上输入什么，并且输入的数据会按照空格符进行分割，然后依次发送出去，服务端就可以显示什么，并且服务端会显示其 socket 文件号，发送数据的大小，其运行结果如下，
接下来，对客户端和服务端程序进行一一分解学习，然后了解其原理。首先是客户端程序，主要理解IO部分，
for(int ii = 0; ii < 10000; ii++){
memset(buf, 0, sizeof(buf));
printf("please input:"); scanf("%s", buf);
// sprintf(buf, "11111111111ii = %08d", ii);
if(write(sockfd, buf, strlen(buf)) <= 0){
printf("write() failed.\n"); close(sockfd); return -1;
}
memset(buf, 0, sizeof(buf));
if(read(sockfd, buf, sizeof(buf)) <= 0){
printf("read() failed.\n"); close(sockfd); return -1;
}
printf("recv: %s\n", buf);
// close(sockfd); break;
}
这部分和正常的客户端程序基本类似，主要特点是通过 scanf 向 buf 里面写入数据，然后依
次通过 sock 发送数据，接着再接受返回的数据，并打印出来。
接着对服务端程序进行理解，这部分是 IO 复用的核心服务端程序代码，这部分代码和上图 select 模型相比较进行学习，理解如下，
1. int initserver(int port)
这部分是对服务端 sock 进行基本的配置，和前面学习的服务端程序一样。
2. fd_set readfdset; // 1. 创建socket的集合fd_set，对应程序第一步
int maxfd; // readfdset 中 socket 的最大值
FD_ZERO(&readfdset); // 2. 把监听的socket加入到集合中，对应程序第二步
FD_SET(listensock, &readfdset);
maxfd = listensock;
这部分主要针对 select 函数进行设置，因为每次调用 select 函数时，会改变 socket 集
合的内容，所以要把 socket 集合保存下来，传一个临时的给 select。每次都要重复这个动作
3.
// 3. 阻塞在 select 这里，对应程序的第三步
select(maxfd, fd_set, NULL, NULL, NULL)中会修改fd_set的内容，所以需要
fd_set tmpfdset = readfdset; // 用临时的 tmpfdset 做备份使用
// 这一步 select 就会阻塞，与 accept 函数相类似
int infds = select(maxfd + 1, &tmpfdset, NULL, NULL, NULL);
4.
// 4. 用这个方法判断哪个socket有事件发生，前面循环起到对事件遍历的作用，对应程序第四步
if(FD_ISSET(eventfd, &tmpfdset) <= 0) continue;
5. // 5. 这部分假如监听的socket有事件发生，表示有新客户端连接请求，对应程序第五步左边部分
if(eventfd == listensock){
// 如果发生事件的是 listensock，表示有新的客户端连上来
struct sockaddr_in client;
socklen_t len = sizeof(client);
// 这里会返回客户端的连接 socket
int clientsock = accept(listensock, (struct sockaddr*)&client, &len);
if(clientsock < 0){printf("accept() failed.\n"); continue;}
printf("client(socket = %d) connected ok.\n", clientsock);
// 把新的客户端 socket 加入集合
FD_SET(clientsock, &readfdset);
// 更新 maxfd
if(maxfd < clientsock) maxfd = clientsock;
continue;
}
6. // 6. 客户端socket有事件，有数据可读，socket 连接断开，对应程序第五步右边部分
else{
// 客户端有数据过来或客户端的 socket 连接被断开
char buffer[1024];
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
// 读取客户端的数据，返回值小于0是失败，等于0是连接关闭，大于0是读取数据大小
ssize_t isize = read(eventfd, buffer, sizeof(buffer));
// 发生了错误或 socket 被对方关闭
if(isize <= 0){
printf("client(event = %d) disconnected.\n", eventfd);
close(eventfd); // 关闭客户端的 socket
FD_CLR(eventfd, &readfdset); // 从集合中移去客户端的 socket
// 重新计算 maxfd 的值，注意，只有当 evntfd = maxfd 时才需要计算
if(eventfd = maxfd){
for(int ii = maxfd; ii > 0; ii--){
if(FD_ISSET(ii, &readfdset)){
maxfd = ii; break;
}
}
printf("maxfd = %d\n", maxfd);
}
continue;
}
// 接收成功进行这一步
printf("recv(eventfd = %d, size = %d):%s\n", eventfd, isize, buffer);
// 把收到的报文发回给客户端
write(eventfd, buffer, strlen(buffer));
}
通过上面的分析，基本上把 select 模型的架构过了一遍，明白了相关函数使用方法，下面是关于 linux 的 gdb 调试的一般方法，如下
// 编译好的cpp文件，使用gdb方式打开
gdb selectServer
// 设置程序参数
set args 5005
// 运行程序 run
r
// 设置程序断点，定位在某一行，比如 21 列
b 21
// 跳转到下一行 next
n
// 查看某一行的参数情况，查看到 maxfd 参数的值
p maxfd
// 循环继续 continue
c
// 退出调试界面
q
在 IO 复用中，使用 select 函数阻塞以后，在运行 accept 函数以后不会再发生阻塞。
继续深入理解 select 的工作原理。在这个定义中
fd_set readfset
其中 fd_set 是一个结构体，与之相关的 FD 函数都是对这个结构体操作，从而实现相应的功能。定义如下
typedef struct{
unsigned long fds_bits[__FD_SETSIZE / (8 * sizeof(long))];
} __kernel_fd_set;
如果哪一个位是 x ，那就把哪一个位置为 1 ，就类似图一样，大小为 1024 ，一般不会改变，因此 select 最大集合为 1024 . 其中相关函数
FD_SET
FD_ISSET
FD_CLR
等等相关函数
...
都是对 fd 位图进行判断和操作
因此对于 select 函数，
int infds = select(maxfd + 1, &tmpfdset, NULL, NULL, NULL);
就通过 tmpfdset 来判断，使用 select 来监听哪一个 socket 有事件，在执行完成后会
修改 tmpfdset 位图，只有一个起作用，这里理解可以看视频，不好解释出来，因此在后面执
行中
FD_SET 使用的是原位图加入 socket 标记
FD_CLR 清除使用的是原位图，清楚 socket 标记
FD_ISSET 在判断的时候，使用的是拷贝位图，只有当下的起作用，其余都被清除了。
其中 select 函数定义如下
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
nfds 指集合中所有描述符的最大值 + 1
readfds 监视是否有新的 socket 连接，或者现有描述符可读
writefds 是否可以向描述符中写入数据
exceptfds 监视描述符的异常
timeout 设置超时机制
返回值：
0 表示超时
小于 0 表示返回错误
大于 0 表示返回的事件个数
其中超时机制是常用的方法。而且 pselect 函数可以屏蔽某些不想要的信号，比 select 多出这一项功能。
select 的水平触发，其作用是如果报告了 fd 后事件没有被处理或者数据没有被全部读取，那么下次 select 会再次报告该 fd。现在进行测试理解，比如在服务端程序读取数据部分改为，
ssize_t isize = read(eventfd, buffer, sizeof(buffer));
这部分改为如下，这样数据读取是不完全的
ssize_t isize = read(eventfd, buffer, 10);
这样就可以直观的感受它的效果，
现在测试 select 的服务性能，观察其效果。这里我主要观察 up 主进行测试，自己没有进行操作。以后自己用到再继续学习，因为现在对这些理解感觉还不是特别到位。
select 函数的缺点：
1. select 支持的文件描述符数量太小了，默认 1024 ， 虽然可以调整，但是描述符数量越大，效率越低；
2.每次调用 select，都需要把 fdset 从用户态拷贝到内核；
3.同时在线的大量客户端有事件发生的可能很少，但还是需要遍历 fdset，因此随着监视的描述符数量的增长，效率也会下降。
在 linux 世界里，一切皆文件，文件就是一串二进制流，不管 socket 、管道、终端、设备等都是文件，一切都是流。在信息交换的过程中，都是对这些流进行数据的收发操作，简称 I/O 操作，往流中读出数据，系统调用 read，写入数据，系统调用 write。
select 是 I/O 复用函数，除了用于网络通信，还可以用于文件、管道、终端、设备等操作，但开发场景比较少。
多测试，认真思考，up 主给的建议！
poll 和 select 在本质上没有差别，管理多个描述符也是进行轮询，根据描述符的状态进行处理，但是 poll 没有最大文件描述符数量的限制。
select 中 fdset 采用 bitmap，poll 采用数组。
poll 和 select 同样存在一个缺点就是，文件描述符的数组被整体复制于用户态和内核态的地址空间之间，而不论这些文件描述符是否有时间，它的开销随着文件描述符的数量增大而增大。
还有 poll 返回后，也需要遍历整个描述符的数组才能得到有事件的描述符。对于 poll 的函数
int poll(struct pollfd * fds, nfds_t nfds, int timeout);
fds fd 数组
nfds fd 数组中最大个数
timeout 超时时间
struct pollfd{
int fd; // 文件描述符
short events; // 请求时间
short revents; // 返回事件
}
在 poll 函数返回值中，只修改 pollfd.revents 的值，其他不变。在 poll 模型中，只是 poll 使用的是数组形式，select 使用的是位图形式，服务端程序如下，
/*
* 程序功能：
* 作者：C语言技术网(www.freecplus.net)
*/
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <poll.h>
#include <sys/fcntl.h>
// ulimit -n
#define MAXNFDS 1024
// 初始化服务端的监听端口
int initserver(int port);
int main(int argc, char *argv[]){
if(argc != 2){
printf("usage:./selectServer port\n"); return -1;
}
// 初始化服务端用于监听的 socket
int listensock = initserver(atoi(argv[1]));
printf("listensock = %d\n", listensock);
if(listensock < 0){
printf("initserver() failed.\n"); return -1;
}
int maxfd; // fds 数组中需要监视的 socket 的大小
struct pollfd fds[MAXNFDS]; // fds 存放需要监视的 socket
for(int ii = 0; ii < MAXNFDS; ii++) fds[ii].fd = -1; // 初始化数组，把全部 fd 设置为 -1
fds[listensock].fd = listensock;
fds[listensock].events = POLLIN; // 有数据可读事件，包括新客户端的连接，客户端 socket 有数据可读和客户端 socket 断开的三种情况
maxfd = listensock;
while(1){
int infds = poll(fds, maxfd + 1, -1);
// printf("select infds = %d\n", infds);
// 返回失败
if(infds < 0){
printf("poll() failed.\n"); perror("poll()"); break;
}
// 超时，在程序中，select最后一个参数为空，不存在超时的情况
if(infds == 0){
printf("poll() timeout.\n"); continue;
}
// 检查有事情发生的 socket，包括监听和客户端连接的 socket
// 这里是客户端的 socket 事件，每次都要遍历整个集合，因为可能有多个 socket 有事件
for(int eventfd = 0; eventfd <= maxfd; eventfd++){
if(fds[eventfd].fd < 0) continue;
if(fds[eventfd].revents & POLLIN == 0) continue;
fds[eventfd].revents = 0; // 先把revents清空。
if(eventfd == listensock){
// 如果发生事件的是 listensock，表示有新的客户端连上来
struct sockaddr_in client;
socklen_t len = sizeof(client);
int clientsock = accept(listensock, (struct sockaddr*)&client, &len);
if(clientsock < 0){printf("accept() failed.\n"); continue;}
printf("client(socket = %d) connected ok.\n", clientsock);
if(clientsock > MAXNFDS){
printf("clientsock(%d) > MAXNFDS(%d)\n", clientsock, MAXNFDS);
close(clientsock);
continue;
}
fds[clientsock].fd = clientsock;
fds[clientsock].events = POLLIN;
fds[clientsock].revents = 0;
if(maxfd < clientsock) maxfd = clientsock;
printf("maxfd = %d\n", maxfd);
continue;
}else{
// 客户端有数据过来或客户端的 socket 连接被断开
char buffer[1024];
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
// 读取客户端的数据
ssize_t isize = read(eventfd, buffer, sizeof(buffer));
// 发生了错误或 socket 被对方关闭
if(isize <= 0){
printf("client(event = %d) disconnected.\n", eventfd);
close(eventfd); // 关闭客户端的 socket
fds[eventfd].fd = -1;
// 重新计算 maxfd 的值，注意，只有当 evntfd = maxfd 时才需要计算
if(eventfd == maxfd){
for(int ii = maxfd; ii > 0; ii--){
if(fds[ii].fd != -1){
maxfd = ii; break;
}
}
printf("maxfd = %d\n", maxfd);
}
continue;
}
printf("recv(eventfd = %d, size = %d):%s\n", eventfd, isize, buffer);
// 把收到的报文发回给客户端
write(eventfd, buffer, strlen(buffer));
}
}
}
}
// 初始化服务端的监听端口
int initserver(int port){
int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sock < 0){
printf("socket() failed.\n"); return -1;
}
// linux 如下
int opt = 1; unsigned int len = sizeof(opt);
setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, len);
setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &opt, len);
struct sockaddr_in servaddr;
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(port);
if(bind(sock, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof(servaddr)) < 0){
printf("bind() failed.\n"); close(sock); return -1;
}
if(listen(sock, 5) != 0){
printf("listen() failed.\n"); close(sock); return -1;
}
return sock;
}
接下来进行分析，
1. int infds = poll(fds, maxfd + 1, -1);
在这里不用像 select 备份位图，所以不用备份它的数组。其中返回值为 0 是超时，小于 0 是失败。
2. if(fds[eventfd].fd < 0) continue;
if(fds[eventfd].revents & POLLIN == 0) continue;
如果没有事件发生或者数组小于 0 ，那就继续遍历
3. if(eventfd == listensock){
// 如果发生事件的是 listensock，表示有新的客户端连上来
struct sockaddr_in client;
socklen_t len = sizeof(client);
int clientsock = accept(listensock, (struct sockaddr*)&client, &len);
if(clientsock < 0){printf("accept() failed.\n"); continue;}
printf("client(socket = %d) connected ok.\n", clientsock);
if(clientsock > MAXNFDS){
printf("clientsock(%d) > MAXNFDS(%d)\n", clientsock, MAXNFDS);
close(clientsock);
continue;
}
// 如果有事件发生，把 clientsock加入到数组里面，
fds[clientsock].fd = clientsock;
fds[clientsock].events = POLLIN;
fds[clientsock].revents = 0;
if(maxfd < clientsock) maxfd = clientsock;
printf("maxfd = %d\n", maxfd);
continue;
如果有事件发生，把 clientsock加入到数组里面，然后继续遍历。
4. else{
// 客户端有数据过来或客户端的 socket 连接被断开
char buffer[1024];
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
// 读取客户端的数据
ssize_t isize = read(eventfd, buffer, sizeof(buffer));
// 发生了错误或 socket 被对方关闭
if(isize <= 0){
printf("client(event = %d) disconnected.\n", eventfd);
close(eventfd); // 关闭客户端的 socket
fds[eventfd].fd = -1;
// 重新计算 maxfd 的值，注意，只有当 evntfd = maxfd 时才需要计算
if(eventfd == maxfd){
for(int ii = maxfd; ii > 0; ii--){
if(fds[ii].fd != -1){
maxfd = ii; break;
}
}
printf("maxfd = %d\n", maxfd);
}
continue;
}
printf("recv(eventfd = %d, size = %d):%s\n", eventfd, isize, buffer);
// 把收到的报文发回给客户端
write(eventfd, buffer, strlen(buffer));
}
如果客户端有数据过来时，并且判断eventfd是否被关闭，如果被关闭对数组进行重置，如果没有，那进行读写。
其运行效果和 select 方式一样。
epoll 解决了 select 和 poll 所有的问题(fdset拷贝和轮询)，采用了最合理的设计和实现方案。epoll 中主要有三个函数，
1. 创建 epoll 的句柄，它本身就是一个 fd
int epoll_create(int size);
2. 注册需要监视 fd 和事件
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
3. 等待事件发生
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);
其服务端程序如下，
/*
* 程序功能：
* 作者：C语言技术网(www.freecplus.net)
*/
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#define MAXEVENTS 100 // 事件结果数组的大小
// 初始化服务端的监听端口
int initserver(int port);
int main(int argc, char *argv[]){
if(argc != 2){
printf("usage:./selectServer port\n"); return -1;
}
// 初始化服务端用于监听的 socket
int listensock = initserver(atoi(argv[1]));
printf("listensock = %d\n", listensock);
if(listensock < 0){
printf("initserver() failed.\n"); return -1;
}
int epollfd;
char buffer[1024];
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
// 创建一个描述符
epollfd = epoll_create(1);
// 添加监听描述符事件
struct epoll_event ev;
ev.data.fd = listensock;
ev.events = EPOLLIN;
epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, listensock, &ev);
while(1){
struct epoll_event events[MAXEVENTS]; // 存放有事件发生的结构数组
// 等待监视的 socket 有事件发生
int infds = epoll_wait(epollfd, events, MAXEVENTS, -1);
// printf("epoll_wait infds = %d\n", infds);
// 返回失败
if(infds < 0){
printf("epoll_wait() failed.\n"); perror("epoll_wait()"); break;
}
// 超时
if(infds == 0){
printf("epoll_wait() timeout.\n"); continue;
}
// 遍历有事件发生的结构数组
for(int ii = 0; ii < infds; ii++){
if((events[ii].data.fd == listensock) && (events[ii].events & EPOLLIN)){
// 如果发生事件的是 listensock，表示有新的客户端连上来
struct sockaddr_in client;
socklen_t len = sizeof(client);
int clientsock = accept(listensock, (struct sockaddr*)&client, &len);
if(clientsock < 0){printf("epoll() failed.\n"); continue;}
// 把新的客户端添加到 epoll 中
memset(&ev, 0, sizeof(struct epoll_event));
ev.data.fd = clientsock;
ev.events = EPOLLIN;
epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, clientsock, &ev);
printf("client(sock = %d) connected ok.\n", clientsock);
continue;
}else if(events[ii].events & EPOLLIN){
// 客户端有数据过来或客户端的 socket 连接被断开
char buffer[1024];
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
// 读取客户端的数据
ssize_t isize = read(events[ii].data.fd, buffer, sizeof(buffer));
// 发生了错误或 socket 被对方关闭
if(isize <= 0){
printf("client(event = %d) disconnected.\n", events[ii].data.fd);
// 把已断开的客户端从 epoll 中删除
memset(&ev, 0, sizeof(struct epoll_event));
ev.events = EPOLLIN;
ev.data.fd = events[ii].data.fd;
epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_DEL, events[ii].data.fd, &ev);
close(events[ii].data.fd);
continue;
}
printf("recv(eventfd = %d, size = %d):%s\n", events[ii].data.fd, isize, buffer);
// 把收到的报文发回给客户端
write(events[ii].data.fd, buffer, strlen(buffer));
}
}
}
close(epollfd);
return 0;
}
// 初始化服务端的监听端口
int initserver(int port){
int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sock < 0){
printf("socket() failed.\n"); return -1;
}
// linux 如下
int opt = 1; unsigned int len = sizeof(opt);
setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, len);
setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &opt, len);
struct sockaddr_in servaddr;
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(port);
if(bind(sock, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof(servaddr)) < 0){
printf("bind() failed.\n"); close(sock); return -1;
}
if(listen(sock, 5) != 0){
printf("listen() failed.\n"); close(sock); return -1;
}
return sock;
}
// 把 socket 设置为非阻塞的方式
int setnonblocking(int sockfd){
if(fcntl(sockfd, F_SETFL, fcntl(sockfd, F_GETFD, 0) | O_NONBLOCK) == -1) return -1;
return 0;
}
接下来对 epoll 进行分析，
1. // 创建一个描述符
epollfd = epoll_create(1);
// 添加监听描述符事件
struct epoll_event ev;
ev.data.fd = listensock;
ev.events = EPOLLIN;
epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, listensock, &ev);
创建文件描述符，然后把 epoll 文件描述符添加到 ev 结构体里面
2. struct epoll_event events[MAXEVENTS]; // 存放有事件发生的结构数组
// 等待监视的 socket 有事件发生
int infds = epoll_wait(epollfd, events, MAXEVENTS, -1);
// printf("epoll_wait infds = %d\n", infds);
存放有事件发生的数组，接着监听事件发生情况
3. // 遍历有事件发生的结构数组
for(int ii = 0; ii < infds; ii++){
if((events[ii].data.fd == listensock) && (events[ii].events & EPOLLIN)){
// 如果发生事件的是 listensock，表示有新的客户端连上来
struct sockaddr_in client;
socklen_t len = sizeof(client);
int clientsock = accept(listensock, (struct sockaddr*)&client, &len);
if(clientsock < 0){printf("epoll() failed.\n"); continue;}
// 把新的客户端添加到 epoll 中
memset(&ev, 0, sizeof(struct epoll_event));
ev.data.fd = clientsock;
ev.events = EPOLLIN;
epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, clientsock, &ev);
printf("client(sock = %d) connected ok.\n", clientsock);
continue;
}
遍历时间发生的结构体数组，这里和 select 和 poll 区别是，前面的需要遍历所有的集合，
而 epoll 是发生的事件都在前面，所以不用遍历全部，只用遍历发生的就行。infds是事件数。如果满足条件，则通过epoll_ctl把它们添加进去。
4. else if(events[ii].events & EPOLLIN){
// 客户端有数据过来或客户端的 socket 连接被断开
char buffer[1024];
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
// 读取客户端的数据
ssize_t isize = read(events[ii].data.fd, buffer, sizeof(buffer));
// 发生了错误或 socket 被对方关闭
if(isize <= 0){
printf("client(event = %d) disconnected.\n", events[ii].data.fd);
// 把已断开的客户端从 epoll 中删除
memset(&ev, 0, sizeof(struct epoll_event));
ev.events = EPOLLIN;
ev.data.fd = events[ii].data.fd;
epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_DEL, events[ii].data.fd, &ev);
close(events[ii].data.fd);
continue;
}
printf("recv(eventfd = %d, size = %d):%s\n", events[ii].data.fd, isize, buffer);
// 把收到的报文发回给客户端
write(events[ii].data.fd, buffer, strlen(buffer));
}
如果发生错误和连接断开，通过 epoll_ctl 把它从数组中删除，否则继续进行数据传输
运行结果如下，
水平触发：如果报告了 fd 后事件没有被处理或数据没有被全部读取，那么 epoll 会立即再报告该 fd。
边缘触发：如果报告了 fd 后事件没有被处理或数据没有被全部读取，那么 epoll 会下次再报告该 fd。
这里演示主要看 up 主的视频，在 b 站 c++ 网络编程部分最后几节。
对 c++ 网络编程学习完成以后，前面部分比较好理解，后面部分，因为没有应用的背景，对它描述的功能还是一知半解，不过也学习到了程序架构，实现部署的方法，也知道怎么查阅相关功能，这为以后应用打下了基础。后面如果用到，不懂的地方再仔细查阅学习理解了，暂时就这样吧。
现在关于 c++ 网络编程基础就学习完成了，后面学习数据库内容。继续学习，继续理解，争取融会贯通。近期面了小米的嵌入式软件工程师岗，第一次技术面1个小时答的比较好，第二次技术面半个小时，算法题做的不太好，可能是急缺吧，HR口头让我过了，让我考虑是否去小米然后再给我一份正式书面 offer。第二天我让 HR 给我一份书面 offer，他也说可以的，结果现在也没等到，估计是被备胎了，但是我问什么时候给正式书面 offer，过了两天HR也没给回复，感觉不太爽，一点回应都没有就被鸽了。现在考虑先待在海康威视，后面继续学习再找下家。最近也去参加了国考，感觉题目类型很固定，这个也打算继续准备准备，可能以后会用到行测和申论知识。继续加油！