エポールアドバンスト

開発 2023-09-16 21:34:03 訪問数: null

        epoll は、select/poll などの IO イベントのレベル トリガー (Level Triggered) を提供するだけでなく、エッジ トリガー (Edge Triggered) も提供します。これにより、ユーザー空間プログラムが IO ステータスをキャッシュし、epoll_wait/epoll_pwait の呼び出しを減らし、アプリケーションの効率を向上させます。

[なぜ epoll には EPOLLET トリガーモードがあるのですか? 】：

        水平トリガに設定されているため、バッファ領域にデータがある限り epoll_wait がトリガされます epoll_wait はシステムコールですので、できるだけ呼び出さないようにしてください

        そこで、エッジ トリガを使用してみてください。エッジ トリガは、データを 1 回だけトリガします。このとき、データを一度に読み取る必要があるため、while ループで読み取り、最後の読み取りはデフォルトでブロックされます。読み取り監視できないためブロックできません。cfd を非ブロックに設定し、最後の戻り値が -1 であることを読み取ります。errno の値が EAGAIN であると判断します。これは、データが正常に読み取られたことを意味します。

 イベントモデル

EPOLL イベントには 2 つのモデルがあります。

        エッジ トリガー (ET) エッジ トリガーは、バッファーにデータがまだあるかどうかに関係なく、データが到着した場合にのみトリガーされます。

        レベルトリガー (LT) データがある限りレベルトリガーがトリガーされます。

LT はデフォルトのモード、ET は「高速」モードです

        LT (水平トリガー) モードでは、ファイル記述子に読み取り可能なデータがある限り、epoll_wait は毎回そのイベントを返し、ユーザー プログラムに操作を思い出させます。

        ET (エッジ トリガー) モードでは、I/O イベントを検出すると、イベント通知を含むファイル記述子が epoll_wait 呼び出しを通じて取得されます。通知された各ファイル記述子について、読み取り可能な場合、ファイル記述子はファイル記述子は空になり、errno が EAGAIN を返すまで読み込まれます。そうでない場合、次の epoll_wait は残りのデータを返さず、イベントは失われます。ET モードがノンブロッキングではない場合、常に読み取りまたは書き込みを行うと、必ず最後にブロックされます。

ケース 1:パイプラインepoll ET/LT トリガー モード 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>

#define MAXLINE 10

int main(int argc, char *argv[])
{
    int efd, i;
    int pfd[2];
    pid_t pid;
    char buf[MAXLINE], ch = 'a';

    pipe(pfd);
    pid = fork();

    if (pid == 0) {             //子 写
        close(pfd[0]);
        while (1) {
            //aaaa\n
            for (i = 0; i < MAXLINE/2; i++)
                buf[i] = ch;
            buf[i-1] = '\n';
            ch++;
            //bbbb\n
            for (; i < MAXLINE; i++)
                buf[i] = ch;
            buf[i-1] = '\n';
            ch++;
            //aaaa\nbbbb\n
            write(pfd[1], buf, sizeof(buf));
            sleep(5);
        }
        close(pfd[1]);

    } else if (pid > 0) {       //父 读
        struct epoll_event event;
        struct epoll_event resevent[10];        //epoll_wait就绪返回event
        int res, len;

        close(pfd[1]);
        efd = epoll_create(10);

        event.events = EPOLLIN | EPOLLET;     // ET 边沿触发
       // event.events = EPOLLIN;                 // LT 水平触发 (默认)
        event.data.fd = pfd[0];
        epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_ADD, pfd[0], &event);

        while (1) {
            res = epoll_wait(efd, resevent, 10, -1);
            printf("res %d\n", res);
            if (resevent[0].data.fd == pfd[0]) {
                len = read(pfd[0], buf, MAXLINE/2);
                write(STDOUT_FILENO, buf, len);
            }
        }

        close(pfd[0]);
        close(efd);

    } else {
        perror("fork");
        exit(-1);
    }

    return 0;
}

ケース 2: ネットワーク C/S モデルに基づく epoll ET トリガー モード (移行的なケース、通常はこのように記述されません)

ET モードがノンブロッキングでない場合、常に読み取りまたは書き込みを行うと、必ず最後にブロックされます。

ET モードはノンブロッキング モードのみをサポートします

/* block_epoll_server.c */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <unistd.h>

#define MAXLINE 10
#define SERV_PORT 9000

int main(void)
{
    struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
    socklen_t cliaddr_len;
    int listenfd, connfd;
    char buf[MAXLINE];
    char str[INET_ADDRSTRLEN];
    int efd;

    listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

    bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));

    listen(listenfd, 20);

    struct epoll_event event;
    struct epoll_event resevent[10];
    int res, len;

    efd = epoll_create(10);
    event.events = EPOLLIN | EPOLLET;     /* ET 边沿触发, 默认 LT 水平触发 */


    printf("Accepting connections ...\n");

    cliaddr_len = sizeof(cliaddr);
    connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &cliaddr_len);//自己建立连接，不用监听listenfd了
    printf("received from %s at PORT %d\n",
            inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)),
            ntohs(cliaddr.sin_port));

    event.data.fd = connfd;
    epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_ADD, connfd, &event);

    while (1) {

        //如果ET模式不是非阻塞的，那这个一直读或一直写势必会在最后一次阻塞(阻塞在epoll_wait)。
        res = epoll_wait(efd, resevent, 10, -1); //只监听cfd

        printf("res %d\n", res);
		
        if (resevent[0].data.fd == connfd) {

            //如果ET模式不是非阻塞的，那这个一直读或一直写势必会在最后一次阻塞。(阻塞在epoll_wait)
            len = read(connfd, buf, MAXLINE/2);         //readn(500)   
            write(STDOUT_FILENO, buf, len);
        }
    }

    return 0;
}

ケース 3: ネットワーク C/Sノンブロッキングモデルに基づく epoll ET トリガー モード(ヘビー)

 ET モードはノンブロッキング モードのみをサポートします

/* noblock_epoll_server.c */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

#define MAXLINE 10
#define SERV_PORT 8000

int main(void)
{
    struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
    socklen_t cliaddr_len;
    int listenfd, connfd;
    char buf[MAXLINE];
    char str[INET_ADDRSTRLEN];
    int efd, flag;

    listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

    bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));

    listen(listenfd, 20);

    ///
    struct epoll_event event;
    struct epoll_event res_event[10];
    int res, len;

    efd = epoll_create(10);

    event.events = EPOLLIN | EPOLLET;     /* ET 边沿触发，默认是水平触发 */

    //event.events = EPOLLIN;
    printf("Accepting connections ...\n");
    cliaddr_len = sizeof(cliaddr);
    connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &cliaddr_len);
    printf("received from %s at PORT %d\n",
            inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)),
            ntohs(cliaddr.sin_port));

    flag = fcntl(connfd, F_GETFL);        /* 修改connfd为非阻塞读 */ //是指所读套接字变为非阻塞
    flag |= O_NONBLOCK;
    fcntl(connfd, F_SETFL, flag);

    event.data.fd = connfd;
    epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_ADD, connfd, &event);    //将connfd加入监听红黑树 //是指所读套接字变为非阻塞
	
    while (1) {
        printf("epoll_wait begin\n");
        res = epoll_wait(efd, res_event, 10, -1);        //最多10个, 阻塞监听
        printf("epoll_wait end res %d\n", res);

        if (res_event[0].data.fd == connfd) {
            while ((len = read(connfd, buf, MAXLINE/2)) >0 )    //非阻塞读, 轮询
                write(STDOUT_FILENO, buf, len);
        }
    }

    return 0;
}

/* client.c */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>

#define MAXLINE 10
#define SERV_PORT 9000

int main(int argc, char *argv[])
{
    struct sockaddr_in servaddr;
    char buf[MAXLINE];
    int sockfd, i;
    char ch = 'a';

    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);
    servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

    connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));

    while (1) {
        //aaaa\n
        for (i = 0; i < MAXLINE/2; i++)
            buf[i] = ch;
        buf[i-1] = '\n';
        ch++;
        //bbbb\n
        for (; i < MAXLINE; i++)
            buf[i] = ch;
        buf[i-1] = '\n';
        ch++;
        //aaaa\nbbbb\n
        write(sockfd, buf, sizeof(buf));
        sleep(5);
    }
    close(sockfd);

    return 0;
}

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転載: blog.csdn.net/weixin_43200943/article/details/130139880
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