epoll反應堆模型


================================

下面代碼實現的思想:epoll反應堆模型:( libevent 網絡編程開源庫 核心思想)

1.  普通多路IO轉接服務器: 紅黑樹 ―― 添加待監聽的結點 ―― epoll_ctl ―― EPOLLIN ―― fd ―― 監聽 ―― epoll_wait ――

  返回滿足監聽事件的fd的總個數 ―― 傳出參數 events數組 ―― 內部元素 ――滿足對應監聽事件的fd

  ―― 判斷對應事件 ―― Accept、Read。――循環 epoll_wait 監聽

2.  epoll反應堆模型: 創建紅黑樹 ―― 添加監聽結點 ―― epoll_ctl ―― EPOLLIN ―― fd ―― 監聽 ―― epoll_wait ―― 將結點從樹上摘下

  ―― 大寫轉小寫 ―― 修改fd的監聽事件 ―― EPOLLOUT ―― 重新添加到紅黑樹 ―― 監聽 ―― epoll_wait ―― 寫數據到

  客戶端 ―― 再將結點從樹上摘下 ―― 修改監聽時間 ―― EPOLLIN ―― 掛上紅黑樹監聽。

  添加監聽寫事件的目的: “滑動窗口”已滿,繞過寫。epoll_wait滿足后再進行寫。

 

  1 /*
2 *epoll基於非阻塞I/O事件驅動
3 */
4 #include <stdio.h>
5 #include <sys/socket.h>
6 #include <sys/epoll.h>
7 #include <arpa/inet.h>
8 #include <fcntl.h>
9 #include <unistd.h>
10 #include <errno.h>
11 #include <string.h>
12 #include <stdlib.h>
13 #include <time.h>
14
15 #define MAX_EVENTS 1024 //監聽上限數
16 #define BUFLEN 4096
17 #define SERV_PORT 8080
18
19 void recvdata(int fd, int events, void *arg);
20 void senddata(int fd, int events, void *arg);
21
22 /* 描述就緒文件描述符相關信息 */
23
24 struct myevent_s {
25 int fd; //要監聽的文件描述符
26 int events; //對應的監聽事件
27 void *arg; //泛型參數
28 void (*call_back)(int fd, int events, void *arg); //回調函數
29 int status; //是否在監聽:1->在紅黑樹上(監聽), 0->不在(不監聽)
30 char buf[BUFLEN];
31 int len;
32 long last_active; //記錄每次加入紅黑樹 g_efd 的時間值
33 };
34
35 int g_efd; //全局變量, 保存epoll_create返回的文件描述符
36 struct myevent_s g_events[MAX_EVENTS+1]; //自定義結構體類型數組. +1-->listen fd
37
38
39 /*將結構體 myevent_s 成員變量 初始化*/
40
41 void eventset(struct myevent_s *ev, int fd, void (*call_back)(int, int, void *), void *arg)
42 {
43 ev->fd = fd;
44 ev->call_back = call_back;
45 ev->events = 0;
46 ev->arg = arg;
47 ev->status = 0;
48 memset(ev->buf, 0, sizeof(ev->buf));
49 ev->len = 0;
50 ev->last_active = time(NULL); //調用eventset函數的時間
51
52 return;
53 }
54
55 /* 向 epoll監聽的紅黑樹 添加一個 文件描述符 */
56
57 void eventadd(int efd, int events, struct myevent_s *ev)
58 {
59 struct epoll_event epv = {0, {0}};
60 int op;
61 epv.data.ptr = ev;
62 epv.events = ev->events = events; //EPOLLIN 或 EPOLLOUT
63
64 if (ev->status == 0) { //已經在紅黑樹 g_efd 里
65 op = EPOLL_CTL_ADD; //將其加入紅黑樹 g_efd, 並將status置1
66 ev->status = 1;
67 }
68
69 if (epoll_ctl(efd, op, ev->fd, &epv) < 0) //實際添加/修改
70 printf("event add failed [fd=%d], events[%d]\n", ev->fd, events);
71 else
72 printf("event add OK [fd=%d], op=%d, events[%0X]\n", ev->fd, op, events);
73
74 return ;
75 }
76
77 /* 從epoll 監聽的 紅黑樹中刪除一個 文件描述符*/
78
79 void eventdel(int efd, struct myevent_s *ev)
80 {
81 struct epoll_event epv = {0, {0}};
82
83 if (ev->status != 1) //不在紅黑樹上
84 return ;
85
86 //epv.data.ptr = ev;
87 epv.data.ptr = NULL;
88 ev->status = 0; //修改狀態
89 epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_DEL, ev->fd, &epv); //從紅黑樹 efd 上將 ev->fd 摘除
90
91 return ;
92 }
93
94 /* 當有文件描述符就緒, epoll返回, 調用該函數 與客戶端建立鏈接 */
95
96 void acceptconn(int lfd, int events, void *arg)
97 {
98 struct sockaddr_in cin;
99 socklen_t len = sizeof(cin);
100 int cfd, i;
101
102 if ((cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&cin, &len)) == -1) {
103 if (errno != EAGAIN && errno != EINTR) {
104 /* 暫時不做出錯處理 */
105 }
106 printf("%s: accept, %s\n", __func__, strerror(errno));
107 return ;
108 }
109
110 do {
111 for (i = 0; i < MAX_EVENTS; i++) //從全局數組g_events中找一個空閑元素
112 if (g_events[i].status == 0) //類似於select中找值為-1的元素
113 break; //跳出 for
114
115 if (i == MAX_EVENTS) {
116 printf("%s: max connect limit[%d]\n", __func__, MAX_EVENTS);
117 break; //跳出do while(0) 不執行后續代碼
118 }
119
120 int flag = 0;
121 if ((flag = fcntl(cfd, F_SETFL, O_NONBLOCK)) < 0) { //將cfd也設置為非阻塞
122 printf("%s: fcntl nonblocking failed, %s\n", __func__, strerror(errno));
123 break;
124 }
125
126 /* 給cfd設置一個 myevent_s 結構體, 回調函數 設置為 recvdata */
127
128 eventset(&g_events[i], cfd, recvdata, &g_events[i]);
129 eventadd(g_efd, EPOLLIN, &g_events[i]); //將cfd添加到紅黑樹g_efd中,監聽讀事件
130
131 } while(0);
132
133 printf("new connect [%s:%d][time:%ld], pos[%d]\n",
134 inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port), g_events[i].last_active, i);
135 return ;
136 }
137
138 void recvdata(int fd, int events, void *arg)
139 {
140 struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *)arg;
141 int len;
142
143 len = recv(fd, ev->buf, sizeof(ev->buf), 0); //讀文件描述符, 數據存入myevent_s成員buf中
144
145 eventdel(g_efd, ev); //將該節點從紅黑樹上摘除
146
147 if (len > 0) {
148
149 ev->len = len;
150 ev->buf[len] = '\0'; //手動添加字符串結束標記
151 printf("C[%d]:%s\n", fd, ev->buf);
152
153 eventset(ev, fd, senddata, ev); //設置該 fd 對應的回調函數為 senddata
154 eventadd(g_efd, EPOLLOUT, ev); //將fd加入紅黑樹g_efd中,監聽其寫事件
155
156 } else if (len == 0) {
157 close(ev->fd);
158 /* ev-g_events 地址相減得到偏移元素位置 */
159 printf("[fd=%d] pos[%ld], closed\n", fd, ev-g_events);
160 } else {
161 close(ev->fd);
162 printf("recv[fd=%d] error[%d]:%s\n", fd, errno, strerror(errno));
163 }
164
165 return;
166 }
167
168 void senddata(int fd, int events, void *arg)
169 {
170 struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *)arg;
171 int len;
172
173 len = send(fd, ev->buf, ev->len, 0); //直接將數據 回寫給客戶端。未作處理
174 /*
175 printf("fd=%d\tev->buf=%s\ttev->len=%d\n", fd, ev->buf, ev->len);
176 printf("send len = %d\n", len);
177 */
178 eventdel(g_efd, ev); //從紅黑樹g_efd中移除
179
180 if (len > 0) {
181
182 printf("send[fd=%d], [%d]%s\n", fd, len, ev->buf);
183 eventset(ev, fd, recvdata, ev); //將該fd的 回調函數改為 recvdata
184 eventadd(g_efd, EPOLLIN, ev); //從新添加到紅黑樹上, 設為監聽讀事件
185
186 } else {
187 close(ev->fd); //關閉鏈接
188 printf("send[fd=%d] error %s\n", fd, strerror(errno));
189 }
190
191 return ;
192 }
193
194 /*創建 socket, 初始化lfd */
195
196 void initlistensocket(int efd, short port)
197 {
198 struct sockaddr_in sin;
199
200 int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
201 fcntl(lfd, F_SETFL, O_NONBLOCK); //將socket設為非阻塞
202
203 memset(&sin, 0, sizeof(sin)); //bzero(&sin, sizeof(sin))
204 sin.sin_family = AF_INET;
205 sin.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
206 sin.sin_port = htons(port);
207
208 bind(lfd, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin));
209
210 listen(lfd, 20);
211
212 /* void eventset(struct myevent_s *ev, int fd, void (*call_back)(int, int, void *), void *arg); */
213 eventset(&g_events[MAX_EVENTS], lfd, acceptconn, &g_events[MAX_EVENTS]);
214
215 /* void eventadd(int efd, int events, struct myevent_s *ev) */
216 eventadd(efd, EPOLLIN, &g_events[MAX_EVENTS]);
217
218 return ;
219 }
220
221 int main(int argc, char *argv[])
222 {
223 unsigned short port = SERV_PORT;
224
225 if (argc == 2)
226 port = atoi(argv[1]); //使用用戶指定端口.如未指定,用默認端口
227
228 g_efd = epoll_create(MAX_EVENTS+1); //創建紅黑樹,返回給全局 g_efd
229 if (g_efd <= 0)
230 printf("create efd in %s err %s\n", __func__, strerror(errno));
231
232 initlistensocket(g_efd, port); //初始化監聽socket
233
234 struct epoll_event events[MAX_EVENTS+1]; //保存已經滿足就緒事件的文件描述符數組
235 printf("server running:port[%d]\n", port);
236
237 int checkpos = 0, i;
238 while (1) {
239 /* 超時驗證,每次測試100個鏈接,不測試listenfd 當客戶端60秒內沒有和服務器通信,則關閉此客戶端鏈接 */
240
241 long now = time(NULL); //當前時間
242 for (i = 0; i < 100; i++, checkpos++) { //一次循環檢測100個。 使用checkpos控制檢測對象
243 if (checkpos == MAX_EVENTS)
244 checkpos = 0;
245 if (g_events[checkpos].status != 1) //不在紅黑樹 g_efd 上
246 continue;
247
248 long duration = now - g_events[checkpos].last_active; //客戶端不活躍的世間
249
250 if (duration >= 60) {
251 close(g_events[checkpos].fd); //關閉與該客戶端鏈接
252 printf("[fd=%d] timeout\n", g_events[checkpos].fd);
253 eventdel(g_efd, &g_events[checkpos]); //將該客戶端 從紅黑樹 g_efd移除
254 }
255 }
256
257 /*監聽紅黑樹g_efd, 將滿足的事件的文件描述符加至events數組中, 1秒沒有事件滿足, 返回 0*/
258 int nfd = epoll_wait(g_efd, events, MAX_EVENTS+1, 1000);
259 if (nfd < 0) {
260 printf("epoll_wait error, exit\n");
261 break;
262 }
263
264 for (i = 0; i < nfd; i++) {
265 /*使用自定義結構體myevent_s類型指針, 接收 聯合體data的void *ptr成員*/
266 struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *)events[i].data.ptr;
267
268 if ((events[i].events & EPOLLIN) && (ev->events & EPOLLIN)) { //讀就緒事件
269 ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);
270 }
271 if ((events[i].events & EPOLLOUT) && (ev->events & EPOLLOUT)) { //寫就緒事件
272 ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);
273 }
274 }
275 }
276
277 /* 退出前釋放所有資源 */
278 return 0;
279 }

 




注意!

本站转载的文章为个人学习借鉴使用,本站对版权不负任何法律责任。如果侵犯了您的隐私权益,请联系我们删除。



 
粤ICP备14056181号  © 2014-2021 ITdaan.com