epoll实现并发服务器

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

#define ERR_MSG(msg)                           \
    do {                                       \
        fprintf(stderr, "line:%d ", __LINE__); \
        perror(msg);                           \
    } while (0)

#define PORT 6666 // 1024~49151
#define IP "127.0.0.1" // IP地址，本机IP ifconfig

struct cli_msg {
    int newfd;
    struct sockaddr_in cin;
};

void* deal_cli_msg(void* arg);

int epfd;
struct epoll_event event;
struct epoll_event events[10]; // 存放发生事件的描述符的表

int main(int argc, const char* argv[])
{
    // 创建流式套接字
    int sfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sfd < 0) {
        ERR_MSG("socket");
        return -1;
    }
    printf("socket create success  sfd = %d\n", sfd);

    // 设置允许端口快速被重用
    int resue = 1;
    if (setsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &resue, sizeof(resue)) < 0) {
        ERR_MSG("setsockopt");
        return -1;
    }

    // 填充服务器的地址信息结构体
    // 真实的地址信息结构体根据地址族执行，AF_INET: man 7 ip
    struct sockaddr_in sin;
    sin.sin_family = AF_INET; // 必须填AF_INET;
    sin.sin_port = htons(PORT); // 端口号的网络字节序，1024~49151
    sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP); // IP地址的网络字节序，ifconfig查看

    // 绑定---必须绑定
    if (bind(sfd, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) < 0) {
        ERR_MSG("bind");
        return -1;
    }
    printf("bind success __%d__\n", __LINE__);

    // 将套接字设置为被动监听状态
    if (listen(sfd, 128) < 0) {
        ERR_MSG("listen");
        return -1;
    }
    printf("listen success __%d__\n", __LINE__);

    // 功能：阻塞函数，阻塞等待客户端连接成功。
    // 当客户端连接成功后，会从已完成连接的队列头中获取一个客户端信息，
    // 并生成一个新的文件描述符；新的文件描述符才是与客户端通信的文件描述符
    struct sockaddr_in cin; // 存储连接成功的客户端的地址信息
    socklen_t addrlen = sizeof(cin);
    int newfd = -1;

    pthread_t tid;
    struct cli_msg info;

    // 创建一个epoll
    epfd = epoll_create(1);
    if (epfd < 0) {
        printf("epoll_create err\n");
        exit(-1);
    }

    while (1) {
        // 主线程负责连接
        // accept函数阻塞之前，会先预选一个没有被使用过的文件描述符
        // 当解除阻塞后，会判断预选的文件描述符是否被使用
        // 如果被使用了，则重新遍历一个没有被用过的
        // 如果没有被使用，则直接返回预先的文件描述符；
        newfd = accept(sfd, (struct sockaddr*)&cin, &addrlen);
        if (newfd < 0) {
            ERR_MSG("accept");
            return -1;
        }
        printf("[%s : %d] newfd=%d 客户端连接成功\n",
            inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port), newfd);

        info.newfd = newfd;
        info.cin = cin;

        // 将要监听的事件文件描述符添加到epoll中
        event.events = EPOLLIN;
        event.data.fd = newfd;
        int ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, newfd, &event);
        if (ret) {
            printf("epoll_ctl err\n");
            exit(-1);
        }

        // 能运行到当前位置，则代表有客户端连接成功
        // 则需要创建一个分支线程用来，与客户端交互
        if (pthread_create(&tid, NULL, deal_cli_msg, &info) != 0) {
            fprintf(stderr, "pthread_create failed __%d__\n", __LINE__);
            return -1;
        }

        pthread_detach(tid); // 分离线程
    }

    // 关闭所有套接字文件描述符
    close(sfd);
    return 0;
}

// 线程执行体
void* deal_cli_msg(void* arg) // void* arg = (void*)&info
{
    // 必须要另存，因为同一个进程下的线程共享其附属进程的所有资源
    // 如果使用全局，则会导致每次连接客户端后, newfd和cin会被覆盖
    // 如果使用指针间接访问外部成员变量，也会导致，成员变量被覆盖。

    int newfd = ((struct cli_msg*)arg)->newfd;
    struct sockaddr_in cin = ((struct cli_msg*)arg)->cin;

    char buf[128] = "";
    ssize_t res = -1;
    while (1) {
        int ret = epoll_wait(epfd, events, 10, -1);
        if (ret < 0) {
            printf("epoll_wait err\n");
            exit(-1);
        }

        for (int i = 0; i < ret; i++) {
            if (events[i].events & EPOLLIN) // 读事件
            {
                bzero(buf, sizeof(buf));
                // 接收
                res = recv(events[i].data.fd, buf, sizeof(buf), 0);
                if (res < 0) {
                    ERR_MSG("recv");
                    break;
                } else if (0 == res) {
                    fprintf(stderr, "[%s : %d] newfd=%d 客户端下线\n",
                        inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port), newfd);
                    break;
                }
                printf("[%s : %d] newfd=%d : %s\n", inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port), newfd, buf);

                // 发送 -- 将数据拼接一个 *_* 发送回去
                strcat(buf, "*_*");
                if (send(newfd, buf, sizeof(buf), 0) < 0) {
                    ERR_MSG("send");
                    break;
                }
                printf("send success\n");
            }
        }
    }
    epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, newfd, NULL);
    close(newfd);

    pthread_exit(NULL);
}