epoll函数——ET模式与LT模式的区别

其他 2018-10-27 20:12:27 阅读次数: 0

LT模式（普通模式）：也叫水平触发。描述符上有数据就绪，如果用户没有处理完，可以反复提醒，当下一轮I/O函数执行时会继续提醒用户该描述符上有数据，直到用户将数据读完为止。

#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 <sys/epoll.h>
#define MAXFD 10
 
void epoll_add(int epfd,int fd)//往内核事件表中添加文件描述符
{
	struct epoll_event ev;
	ev.events = EPOLLIN;//注册读事件，设置关注
    ev.data.fd = fd;
    if(epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,fd,&ev )== -1)  
    //EPOLL_CTL_ADD为操作方法添加
    {  
        perror("epoll_ctl add error");  
	}
    
}
void epoll_del(int epfd,int fd)//从内核事件表中移除文件描述符
{
	if(epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,fd,NULL) == -1 )
    //EPOLL_CTL_ADD为操作方法移除
	{
		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);
 
	listen(sockfd,5);
	assert(sockfd != -1);
 
    int epfd = epoll_create(MAXFD);  
    //系统调用，在内核空间中创建内核事件表，实际为一种红黑树的数据结构
    if(epfd == -1)  
    {  
        perror("epoll_create failed");  
   
    }  
     
	epoll_add(epfd,sockfd);//把事件和文件描述符添加到红黑树中的结点中去
    struct epoll_event events[MAXFD]; 
    //因为epoll_wait()会把就绪的文件描述符存在一个数组中，所以定义这个数组
 
    while(1)  
    {  
        printf("epoll wait\n");
        int n = epoll_wait(epfd,events,MAXFD,5000);  
        //检查就绪并且将其添加到events这个数组中
        if(n == -1)  //失败
        {  
            perror("epoll_wait error");  
            continue;
        }  
		else  if(n == 0)//超时
		{
			printf("time out\n");
			continue;
		}
        //有n个数据元素就绪
		else
		{
			int i = 0;  
			for(;i < n;i++)  
			{  
				int fd = events[i].data.fd;
			    if(events[i].events & POLLIN)
                //因为有多种事件，因此要检查是哪种类型的时间，在此关注检查读事件
                {
					if(fd == sockfd)  //监听套接字
					{  
						int len = sizeof(caddr);	
 
						int c = accept(sockfd,&caddr,&len);
						if(c <= 0)
						{
							continue;
						}
						
						printf("accept c=%d\n",c); 
           
						epoll_add(epfd,c);  //新的连接产生，添加到内核事件表中
				
					}
        
				    else  
				    {  
					  char buff[128] = {0};
					  int num = recv(fd,buff,1,0)
                      //每次读一个字符，看LT模式下的运行规则
					  if( num <= 0)  //对方关闭
					  {  
                        //先epoll_del()移除再close()关闭，因为epoll_del()中epoll_ctl()这
                        //个系统调用要用到fd,所以不能先关闭，如果先关闭的话，就找不到了，在执
                        //行时会提示为无效描述符close（）不会使值发生变化，但会使得值无效
						epoll_del(epfd,fd);
						close(fd);
						printf("one client close\n");
                        continue;
					  }  
					  printf("recv(%d):%s\n",fd,buff);  
					  send(fd,"OK",2,0);  
				   }
               }  
			}  
		}
	}  
}

运行结果：

ET模式（高效模式）：也叫边沿触发。描述符上有数据就绪，如果用户把数据没有处理或没处理完，只提醒一次，下一轮I/O函数执行时不会提醒，除非有新数据到达。

基于LT模式开始ET模式

#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 <sys/epoll.h>
#define MAXFD 10
 
void epoll_add(int epfd,int fd)//往内核事件表中添加文件描述符
{
	struct epoll_event ev;
	ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;//开启ET模式
    ev.data.fd = fd;
    if(epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,fd,&ev )== -1)  
 
    {  
        perror("epoll_ctl add error");  
	}
    
}
void epoll_del(int epfd,int fd)//从内核事件表中移除文件描述符
{
	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);
 
	listen(sockfd,5);
	assert(sockfd != -1);
 
    int epfd = epoll_create(MAXFD);  
  
    if(epfd == -1)  
    {  
        perror("epoll_create failed");  
   
    }  
     
	epoll_add(epfd,sockfd);
    struct epoll_event events[MAXFD]; 
 
    while(1)  
    {  
        printf("epoll wait\n");
        int n = epoll_wait(epfd,events,MAXFD,5000);  
     
        if(n == -1)  
        {  
            perror("epoll_wait error");  
            continue;
        }  
		else  if(n == 0)
		{
			printf("time out\n");
			continue;
		}
        
		else
		{
			int i = 0;  
			for(;i < n;i++)  
			{  
				int fd = events[i].data.fd;
			    if(events[i].events & POLLIN)
                {
					if(fd == sockfd)  
					{  
						int len = sizeof(caddr);	
 
						int c = accept(sockfd,&caddr,&len);
						if(c <= 0)
						{
							continue;
						}
						
						printf("accept c=%d\n",c); 
           
						epoll_add(epfd,c);  
				
					}
        
				    else  
				    {  
					  char buff[128] = {0};
					  int num = recv(fd,buff,1,0)
                      
					  if( num <= 0)  
					  {  
						epoll_del(epfd,fd);
						close(fd);
						printf("one client close\n");
                        continue;
					  }  
					  printf("recv(%d):%s\n",fd,buff);  
					  send(fd,"OK",2,0);  
				   }
               }  
			}  
		}
	}  
}

运行结果：

从以上运行结果可看出：由于ET模式下数据就绪后，I/O函数只会像用户报告一次，所以在客户端给服务器发送数据时，服务器端按照设置每次只读一个字符，其他字符都将存在缓冲区中，待下一次再有数据就绪时才会处理，那么在客户端试图输入end结束的时候，因为recv还可以读到缓冲区中的数据，所以返回值大于0，不能进到输出（one client close）那个if 循环中，而进不了那个if判断的话，那个文件描述符就一直在，但连接已经断了，所以文件描述符是无效的，服务器端再给客户端send回复则会引起异常退出，而在客户端输入end结束之后服务器端打印了两个l的原因是服务器端recv了两次才异常。所以由于recv的循环读取使得自己被阻塞掉，所以需要下边的思路来处理这种情况。

<当客户端输入end，则代表当前连接的文件描述符准备就绪（其实是断开连接的消息），代码中先做的是recv，缓冲区中还有llogood，所以读出的应该不是小于等于0，而是1，所以在输入end后还输出了l，而没进入输出one client close那个if判断，所以还没有删除那个c（就是代表当前连接的文件描述符），注意四次挥手（这就是输出最后一个l的原因），当客户端结束连接后，但服务器没有进入输出one client close那个判断，所以没有删除那个c，意思就是服务器还没有主动断开连接，但这个是有最长时间的，过了这个时间服务器会默认断开，即发送断开连接的报文，客户端予以回复，但是服务器中的那个文件描述符还在，因此这个文件描述符在接到客户端响应的时候，还是会继续在接收缓冲区读取数据，就是那最后一个l，然后断开连接。>

ET模式下，一次将数据读完的思路：

1、设置描述符为非阻塞

2、循环读取

# include<stdio.h>
# include<sys/epoll.h>
# include<sys/socket.h>
# include<assert.h>
# include<arpa/inet.h>
# include<string.h>
# include<unistd.h>
# include<sys/socket.h>
# include<stdlib.h>
# include<errno.h>
# include<fcntl.h>
#define MAXFD 10

void setnonblock(int fd)//对文件描述符设置非阻塞模式，防止循环式把自己阻塞住
{
	int oldfl = fcntl(fd, F_GETFL);//获取原来的属性信息
	int newfl = oldfl | O_NONBLOCK;//加非阻塞属性
	if(fcntl(fd, F_SETFL, newfl) == -1)
	{
		perror("fcntl error\n");
	}
}
void epoll_add(int epfd, int fd)
{
	struct epoll_event ev;
	ev.events = EPOLLIN|EPOLLET;
	ev.data.fd = fd;

	if(epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev) == -1)
	{
		perror("epoll ctl error");
	}
	setnonblock(fd);//在此调用设置非阻塞函数
}
void epoll_del(int epfd, int fd)
{
	if(epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, fd, NULL) == -1)
	{
		perror("epoll ctl del error\n");
	}
}
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);

	listen(sockfd, 5);

	int epfd = epoll_create(MAXFD);
	epoll_add(epfd, sockfd);
	struct epoll_event events[MAXFD];

	while(1)
	{
		printf("epoll_wait\n");
		int n = epoll_wait(epfd, events, MAXFD, 5000);
		if(n == -1)
		{
			printf("epoll_wait error\n");
			continue;
		}
		else if(n == 0)
		{
			printf("time out\n");
			continue;
		}
		else
		{
			int i = 0;
			for(; i < n; i++)
			{
				int fd = events[i].data.fd;
				if(events[i].events & EPOLLIN)
				{
					if(fd == sockfd)
					{
						int len = sizeof(caddr);
						int c = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&caddr, &len);
						if( c < 0)
						{
							continue;
						}
						printf("accept c = %d\n", c);
						epoll_add(epfd, c);
					}
					else
					{
						while(1)
						{
							char buff[128] = {0};
							int num = recv(fd, buff, 1, 0);
							if(num == -1)//一波数据读完了
							{
                                //出错原因：由于没数据出错，EAGAIN 和 EWOULDBLOCK表示在非
                                //阻塞模式下，数据未准备好
								if(errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK)
								{
									send(fd, "ok", 2, 0);
								}
								break;
							}
							else if(num == 0)//对方关闭
							{
								epoll_del(epfd, fd);
								close(fd);
								printf("one client over\n");
								break;
							}
							printf("recv %d = %s\n",fd, buff);
						}
					}
				}
			}
		}
	}
}

 运行结果：

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