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epoll实现并发echo

时间:2014-03-18 11:56 来源: 我爱IT技术网作者:山风

这个是在博客上看到的一个使用epoll的并发echo服务(回显服务)的程序。忒别是回调函数部分，不甚懂。还有那个do while(0)的写法，不是很认同，这个导致可读性变差很多，完全可以去掉;还有main函数中的对已经建立连接的描述符的读、写事件的处理 for(int i = 0; i < 100; i++, checkPos++) 这个地方的100也毫无根据，此处应该就是用头文件包含部分的那个MAX_EVENTS宏定义;有些知识点自己也不是很清楚，就在网上找了些资料，在此和大家分享下。

//

// a simple echo server using epoll in linux

//

/*

对epoll_event结构的描述：

首先看看linux系统中定义的 epoll_data结构【/usr/include/sys/epoll.h中定义】

epoll_event被用于注册所感兴趣的事件和回传所发生待处理的事件：

typedef union epoll_data

{

void *ptr; //void*就是C语言里面的泛型

int fd;

uint32_t u32;

uint16_t u64;

}epoll_data_t;

struct epoll_event

{

uint32_t events; /* epoll events */

epoll_data_t data; /* user data variable */

}__attribute__ ((__packed__));

epoll_event结构中的第一个参数events表示要处理的事件类型，如 EPOLLIN, EPOLLOUT, EPOLLET等等

关于epoll的事件处理类型，在/usr/include/sys/epoll.h中有所有的事件类型定义

epoll_data_t联合体中变量作用说明：

第一个变量ptr： 如果还有其他的数据组织成自己的结构【比如下面代码中自定义的myevent_s结构】，传给ptr

第二个变量fd：fd存放文件描述符，这个变量是用得最多的

第三个变量u32： 还没见谁使用过

第四个变量u64： 还没见人用过

另外在网上找到一段自己觉得比较好的对于epoll_data_t联合体作用的说明：

32位，64位整数，与fd关联用。说到epoll，要从select说起。

早先的多路复用，使用select。一个select管理许多fd。当一个或多个fd有事件，select就返回。

哪些fd被激活?那你要在所有的fds里查询。查到了一个fd，谁来处理这个fd?怎样处理这个fd?

这就需要用户自己去关联。

哪个应用数据与这个fd对应?你又要查一遍。比如你同时接入了1000个客户端，这个fd是哪个客户端的?

可以看到这两个过程是非常耗时的。

epoll解决了这个问题。他把事件fd与相应的应用数据结合在一起提交给事件处理器。当事件发生时，把事件fd及

关联的数据一起提交给应用，省去了两次查询，效率大大提高。特别是成千上万的客户端的时候。

*/
 

#include


#include


#include


#include


#include


#include


#include


#include


#include


using namespace std;

#define MAX_EVENTS 500

struct myevent_s

{

int fd;

void (*call_back)(int fd, int events, void *arg);

int events;

void *arg;

int status; // 1: in epoll wait list, 0 not in

char buff[128]; // recv data buffer

int len;

long last_active; // last active time

};

// set event，相当于对myevent_s结构进行初始化【最开始不在epoll事件数组中， 即status=0】

void EventSet(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;

ev->last_active = time(NULL);

}

// add/mod an event to epoll

void EventAdd(int epollFd, int events, myevent_s *ev)

{

struct epoll_event epv = {0, {0}};

int op;

epv.data.ptr = ev; //因为一个myevent_s结构中已经包含了文件描述符，所以此处无需再对 epv.data.fd成员赋值，下面方法同理

epv.events = ev->events = events; //这种写法很不好~~， 应该分两行

if(ev->status == 1)

{

op = EPOLL_CTL_MOD;

}

else

{

op = EPOLL_CTL_ADD;

ev->status = 1;

}

if(epoll_ctl(epollFd, op, ev->fd, &epv) < 0)

{

printf("Event Add failed[fd=%d]/n", ev->fd);

}

else

{

printf("Event Add OK[fd=%d]/n", ev->fd);

}

}

// delete an event from epoll

void EventDel(int epollFd, myevent_s *ev)

{

struct epoll_event epv = {0, {0}};

if(ev->status != 1) return;

epv.data.ptr = ev;

ev->status = 0;

epoll_ctl(epollFd, EPOLL_CTL_DEL, ev->fd, &epv);

}

//申明一个epoll描述符，全局变量

int g_epollFd;

//声明epoll事件数组，数组中的每一个元素代表一个连接，最大连接数为MAX_EVENTS

myevent_s g_Events[MAX_EVENTS+1]; // g_Events[MAX_EVENTS] is used by listen fd

void RecvData(int fd, int events, void *arg);

void SendData(int fd, int events, void *arg);

// accept new connections from clients

void AcceptConn(int fd, int events, void *arg)

{

struct sockaddr_in sin;

socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);

int nfd, i;

// accept

if((nfd = accept(fd, (struct sockaddr*)&sin, &len)) == -1)

{

if(errno != EAGAIN && errno != EINTR)

{

printf("%s: bad accept", __func__);

}

return;

}

do

{

for(i = 0; i < MAX_EVENTS; i++)

{

if(g_Events[i].status == 0)

{

break;

}

}

if(i == MAX_EVENTS)

{

printf("%s:max connection limit[%d].", __func__, MAX_EVENTS);

break;

}

// set nonblocking

if(fcntl(nfd, F_SETFL, O_NONBLOCK) < 0) break;

// add a read event for receive data

EventSet(&g_Events[i], nfd, RecvData, &g_Events[i]);

EventAdd(g_epollFd, EPOLLIN|EPOLLET, &g_Events[i]);

printf("new conn[%s:%d][time:%d]/n", inet_ntoa(sin.sin_addr), ntohs(sin.sin_port), g_Events[i].last_active);

}while(0);

}

// receive data， 感觉第二个参数events完全没有作用

void RecvData(int fd, int events, void *arg)

{

struct myevent_s *ev = (struct myevent_s*)arg;

int len;

// receive data

len = recv(fd, ev->buff, sizeof(ev->buff)-1, 0);

EventDel(g_epollFd, ev);

if(len > 0)

{

ev->len = len;

ev->buff[len] = '/0';

printf("C[%d]:%s/n", fd, ev->buff);

// change to send event

EventSet(ev, fd, SendData, ev);

EventAdd(g_epollFd, EPOLLOUT|EPOLLET, ev);

}

else if(len == 0)

{

close(ev->fd);

printf("[fd=%d] closed gracefully./n", fd);

}

else

{

close(ev->fd);

printf("recv[fd=%d] error[%d]:%s/n", fd, errno, strerror(errno));

}

}

// send data

void SendData(int fd, int events, void *arg)

{

struct myevent_s *ev = (struct myevent_s*)arg;

int len;

// send data

len = send(fd, ev->buff, ev->len, 0);

ev->len = 0;

EventDel(g_epollFd, ev);

if(len > 0)

{

// change to receive event

EventSet(ev, fd, RecvData, ev);

EventAdd(g_epollFd, EPOLLIN|EPOLLET, ev);

}

else

{

close(ev->fd);

printf("recv[fd=%d] error[%d]/n", fd, errno);

}

}

void InitListenSocket(int epollFd, short port)

{

int listenFd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

fcntl(listenFd, F_SETFL, O_NONBLOCK); // set non-blocking

printf("server listen fd=%d/n", listenFd);

EventSet(&g_Events[MAX_EVENTS], listenFd, AcceptConn, &g_Events[MAX_EVENTS]);

// add listen socket

EventAdd(epollFd, EPOLLIN|EPOLLET, &g_Events[MAX_EVENTS]);

// bind & listen

sockaddr_in sin;

bzero(&sin, sizeof(sin));

sin.sin_family = AF_INET;

sin.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

sin.sin_port = htons(port);

bind(listenFd, (const sockaddr*)&sin, sizeof(sin));

listen(listenFd, 5);

}

int main(int argc, char **argv)

{

short port = 12345; // default port

if(argc == 2){

port = atoi(argv[1]);

}

// create epoll

g_epollFd = epoll_create(MAX_EVENTS);

if(g_epollFd <= 0) printf("create epoll failed.%d/n", g_epollFd);

// create & bind listen socket, and add to epoll, set non-blocking

InitListenSocket(g_epollFd, port);

// event loop

struct epoll_event events[MAX_EVENTS];

printf("server running:port[%d]/n", port);

int checkPos = 0;

while(1){

// a simple timeout check here, every time 100, better to use a mini-heap, and add timer event

long now = time(NULL);

for(int i = 0; i < 100; i++, checkPos++) // doesn't check listen fd， 此处用100毫无理由， 应该用MAX_EVENTS宏~~

{

if(checkPos == MAX_EVENTS) checkPos = 0; // recycle

if(g_Events[checkPos].status != 1) continue;

long duration = now - g_Events[checkPos].last_active;

if(duration >= 60) // 60s timeout

{

close(g_Events[checkPos].fd);

printf("[fd=%d] timeout[%d--%d]./n", g_Events[checkPos].fd, g_Events[checkPos].last_active, now);

EventDel(g_epollFd, &g_Events[checkPos]);

}

}

// wait for events to happen

int fds = epoll_wait(g_epollFd, events, MAX_EVENTS, 1000);

if(fds < 0)

{

printf("epoll_wait error, exit/n");

break;

}

for(int i = 0; i < fds; i++)

{

myevent_s *ev = (struct myevent_s*)events[i].data.ptr;

if((events[i].events&EPOLLIN)&&(ev->events&EPOLLIN)) // read event

{

ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);

}

if((events[i].events&EPOLLOUT)&&(ev->events&EPOLLOUT)) // write event

{

ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);

}

}

}

// free resource

return 0;

}

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