epoll除了提供select/poll那种IO事件的电平触发(Level Triggered)外,还提供了边沿触发(Edge Triggered),这就使得用户空间程序有可能缓存IO状态,减少epoll_wait/epoll_pwait的调用,提高应用程序效率。
【epoll为什么要有EPOLLET触发模式?】:
因为设置为水平触发,只要缓存区有数据epoll_wait就会被触发,epoll_wait是一个系统调用,尽量少调用
所以尽量使用边沿触发,边沿出触发数据来一次只触发一次,这个时候要求一次性将数据读完,所以while循环读,读到最后read默认带阻塞,不能让read阻塞,因为不能再去监听, 设置cfd为非阻塞,read读到最后一次返回值为-1.判断errno的值为EAGAIN,代表数据读干净。
事件模型
EPOLL事件有两种模型:
Edge Triggered (ET) 边缘触发只有数据到来才触发,不管缓存区中是否还有数据。
Level Triggered (LT) 水平触发只要有数据都会触发。
LT是默认的模式,ET是“高速”模式
LT(水平触发)模式下,只要这个文件描述符还有数据可读,每次 epoll_wait都会返回它的事件,提醒用户程序去操作;
ET(边缘触发)模式下,在它检测到有 I/O 事件时,通过 epoll_wait 调用会得到有事件通知的文件描述符,对于每一个被通知的文件描述符,如可读,则必须将该文件描述符一直读到空,让 errno 返回 EAGAIN 为止,否则下次的 epoll_wait 不会返回余下的数据,会丢掉事件。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。
案例一:基于管道epoll ET/LT 触发模式
#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;
}
案例二:基于网络C/S模型的epoll ET触发模式(过渡案例,一般不这么写)
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。
ET模式 只支持 非阻塞模式
/* 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;
}
案例三:基于网络C/S非阻塞模型的epoll ET触发模式(重)
ET模式 只支持 非阻塞模式
/* 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;
}