epoll的接口非常簡(jiǎn)單,一共就三個(gè)函數(shù):
1. int epoll_create(int size);創(chuàng)建一個(gè)epoll的句柄,size用來(lái)告訴內(nèi)核這個(gè)監(jiān)聽(tīng)的數(shù)目一共有多大。這個(gè)參數(shù)不同于select()中的第一個(gè)參數(shù),給出最大監(jiān)聽(tīng)的fd+1的值。需要注意的是,當(dāng)創(chuàng)建好epoll句柄后,它就是會(huì)占用一個(gè)fd值,在linux下如果查看/proc/進(jìn)程id/fd/,是能夠看到這個(gè)fd的,所以在使用完epoll后,必須調(diào)用close()關(guān)閉,否則可能導(dǎo)致fd被耗盡。
2. int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);epoll的事件注冊(cè)函數(shù),它不同與select()是在監(jiān)聽(tīng)事件時(shí)告訴內(nèi)核要監(jiān)聽(tīng)什么類型的事件,而是在這里先注冊(cè)要監(jiān)聽(tīng)的事件類型。第一個(gè)參數(shù)是epoll_create()的返回值,第二個(gè)參數(shù)表示動(dòng)作,用三個(gè)宏來(lái)表示:
EPOLL_CTL_ADD:注冊(cè)新的fd到epfd中;
EPOLL_CTL_MOD:修改已經(jīng)注冊(cè)的fd的監(jiān)聽(tīng)事件;
EPOLL_CTL_DEL:從epfd中刪除一個(gè)fd;
第三個(gè)參數(shù)是需要監(jiān)聽(tīng)的fd,第四個(gè)參數(shù)是告訴內(nèi)核需要監(jiān)聽(tīng)什么事,struct epoll_event結(jié)構(gòu)如下:
struct epoll_event {
__uint32_t events; /* Epoll events */
epoll_data_t data; /* User data variable */
};
events可以是以下幾個(gè)宏的集合:
EPOLLIN :表示對(duì)應(yīng)的文件描述符可以讀(包括對(duì)端SOCKET正常關(guān)閉);
EPOLLOUT:表示對(duì)應(yīng)的文件描述符可以寫;
EPOLLPRI:表示對(duì)應(yīng)的文件描述符有緊急的數(shù)據(jù)可讀(這里應(yīng)該表示有帶外數(shù)據(jù)到來(lái));
EPOLLERR:表示對(duì)應(yīng)的文件描述符發(fā)生錯(cuò)誤;
EPOLLHUP:表示對(duì)應(yīng)的文件描述符被掛斷;
EPOLLET: 將EPOLL設(shè)為邊緣觸發(fā)(Edge Triggered)模式,這是相對(duì)于水平觸發(fā)(Level Triggered)來(lái)說(shuō)的。
EPOLLONESHOT:只監(jiān)聽(tīng)一次事件,當(dāng)監(jiān)聽(tīng)完這次事件之后,如果還需要繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)這個(gè)socket的話,需要再次把這個(gè)socket加入到EPOLL隊(duì)列里
3. int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);等待事件的產(chǎn)生,類似于select()調(diào)用。參數(shù)events用來(lái)從內(nèi)核得到事件的集合,maxevents告之內(nèi)核這個(gè)events有多大,這個(gè)maxevents的值不能大于創(chuàng)建epoll_create()時(shí)的size,參數(shù)timeout是超時(shí)時(shí)間(毫秒,0會(huì)立即返回,-1將不確定,也有說(shuō)法說(shuō)是永久阻塞)。該函數(shù)返回需要處理的事件數(shù)目,如返回0表示已超時(shí)。
EPOLL事件有兩種模型:
Edge Triggered (ET)
Level Triggered (LT)
ET(edge-triggered)是高速工作方式,只支持no-block socket。在這種模式下,當(dāng)描述符從未就緒變?yōu)榫途w時(shí),內(nèi)核通過(guò)epoll告訴你。然后它會(huì)假設(shè)你知道文件描述符已經(jīng)就緒,并且不會(huì)再為那個(gè)文件描述符發(fā)送更多的就緒通知,直到你做了某些操作導(dǎo)致那個(gè)文件描述符不再為就緒狀態(tài)了(比如,你在發(fā)送,接收或者接收請(qǐng)求,或者發(fā)送接收的數(shù)據(jù)少于一定量時(shí)導(dǎo)致了一個(gè)EWOULDBLOCK 錯(cuò)誤)。但是請(qǐng)注意,如果一直不對(duì)這個(gè)fd作IO操作(從而導(dǎo)致它再次變成未就緒),內(nèi)核不會(huì)發(fā)送更多的通知(only once),
不過(guò)在TCP協(xié)議中,ET模式的加速效用仍需要更多的benchmark確認(rèn)
另外,當(dāng)使用epoll的ET模型來(lái)工作時(shí),當(dāng)產(chǎn)生了一個(gè)EPOLLIN事件后,
讀數(shù)據(jù)的時(shí)候需要考慮的是當(dāng)recv()返回的大小如果等于請(qǐng)求的大小,那么很有可能是緩沖區(qū)還有數(shù)據(jù)未讀完,也意味著該次事件還沒(méi)有處理完,所以還需要再次讀取:
while(rs)
{
buflen = recv(activeevents[i].data.fd, buf, sizeof(buf), 0);
if(buflen < 0)
{
// 由于是非阻塞的模式,所以當(dāng)errno為EAGAIN時(shí),表示當(dāng)前緩沖區(qū)已無(wú)數(shù)據(jù)可讀
// 在這里就當(dāng)作是該次事件已處理處.
if(errno == EAGAIN)
break;
else
return;
}
else if(buflen == 0)
{
// 這里表示對(duì)端的socket已正常關(guān)閉.
}
if(buflen == sizeof(buf)
rs = 1; // 需要再次讀取
else
rs = 0;
}
還有,假如發(fā)送端流量大于接收端的流量(意思是epoll所在的程序讀比轉(zhuǎn)發(fā)的socket要快),由于是非阻塞的socket,那么send()函數(shù)雖然返回,但實(shí)際緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)并未真正發(fā)給接收端,這樣不斷的讀和發(fā),當(dāng)緩沖區(qū)滿后會(huì)產(chǎn)生EAGAIN錯(cuò)誤(參考man send),同時(shí),不理會(huì)這次請(qǐng)求發(fā)送的數(shù)據(jù).所以,需要封裝socket_send()的函數(shù)用來(lái)處理這種情況,該函數(shù)會(huì)盡量將數(shù)據(jù)寫完再返回,返回-1表示出錯(cuò)。在socket_send()內(nèi)部,當(dāng)寫緩沖已滿(send()返回-1,且errno為EAGAIN),那么會(huì)等待后再重試.這種方式并不很完美,在理論上可能會(huì)長(zhǎng)時(shí)間的阻塞在socket_send()內(nèi)部,但暫沒(méi)有更好的辦法.
ssize_t socket_send(int sockfd, const char* buffer, size_t buflen)
{
ssize_t tmp;
size_t total = buflen;
const char *p = buffer;
while(1)
{
tmp = send(sockfd, p, total, 0);
if(tmp < 0)
{
// 當(dāng)send收到信號(hào)時(shí),可以繼續(xù)寫,但這里返回-1.
if(errno == EINTR)
return -1;
// 當(dāng)socket是非阻塞時(shí),如返回此錯(cuò)誤,表示寫緩沖隊(duì)列已滿,
// 在這里做延時(shí)后再重試.
if(errno == EAGAIN)
{
usleep(1000);
continue;
}
return -1;
}
if((size_t)tmp == total)
return buflen;
total -= tmp;
p += tmp;
}
return tmp;
}