#include <sys/types.h> /* basic system data types */
#include <sys/socket.h> /* basic socket definitions */
#include <netinet/in.h> /* sockaddr_in{} and other Internet defns */
#include <arpa/inet.h> /* inet(3) functions */
#include <sys/epoll.h> /* epoll function */
#include <fcntl.h> /* nonblocking */
#include <sys/resource.h> /*setrlimit */
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define MAXEPOLLSIZE 10000
#define MAXLINE 10240
int handle(int connfd)
int setnonblocking(int sockfd)
{
if (fcntl(sockfd, F_SETFL, fcntl(sockfd, F_GETFD, 0)|O_NONBLOCK) == -1) {
return -1
}
return 0
}
int main(int argc, char **argv)
{
int servPort = 6888
int listenq = 1024
int listenfd, connfd, kdpfd, nfds, n, nread, curfds,acceptCount = 0
struct sockaddr_in servaddr, cliaddr
socklen_t socklen = sizeof(struct sockaddr_in)
struct epoll_event ev
struct epoll_event events[MAXEPOLLSIZE]
struct rlimit rt
char buf[MAXLINE]
/* 设置每个进程允许打开的最大文件数 */
rt.rlim_max = rt.rlim_cur = MAXEPOLLSIZE
if (setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rt) == -1)
{
perror("setrlimit error")
return -1
}
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr))
servaddr.sin_family = AF_INET
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY)
servaddr.sin_port = htons(servPort)
listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)
if (listenfd == -1) {
perror("can't create socket file")
return -1
}
int opt = 1
setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt))
if (setnonblocking(listenfd) < 0) {
perror("setnonblock error")
}
if (bind(listenfd, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)
{
perror("bind error")
return -1
}
if (listen(listenfd, listenq) == -1)
{
perror("listen error")
return -1
}
/* 创建 epoll 句柄，把监听 socket 加入到 epoll 集合里 */
kdpfd = epoll_create(MAXEPOLLSIZE)
ev.events = EPOLLIN | EPOLLET
ev.data.fd = listenfd
if (epoll_ctl(kdpfd, EPOLL_CTL_ADD, listenfd, &ev) < 0)
{
fprintf(stderr, "epoll set insertion error: fd=%d\n", listenfd)
return -1
}
curfds = 1
printf("epollserver startup,port %d, max connection is %d, backlog is %d\n", servPort, MAXEPOLLSIZE, listenq)
for () {
/* 等待有事件发生 */
nfds = epoll_wait(kdpfd, events, curfds, -1)
if (nfds == -1)
{
perror("epoll_wait")
continue
}
/* 处理所有事件 */
for (n = 0 n < nfds ++n)
{
if (events[n].data.fd == listenfd)
{
connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr,&socklen)
if (connfd < 0)
{
perror("accept error")
continue
}
sprintf(buf, "accept form %s:%d\n", inet_ntoa(cliaddr.sin_addr), cliaddr.sin_port)
printf("%d:%s", ++acceptCount, buf)
if (curfds >= MAXEPOLLSIZE) {
fprintf(stderr, "too many connection, more than %d\n", MAXEPOLLSIZE)
close(connfd)
continue
}
if (setnonblocking(connfd) < 0) {
perror("setnonblocking error")
}
ev.events = EPOLLIN | EPOLLET
ev.data.fd = connfd
if (epoll_ctl(kdpfd, EPOLL_CTL_ADD, connfd, &ev) < 0)
{
fprintf(stderr, "add socket '%d' to epoll failed: %s\n", connfd, strerror(errno))
return -1
}
curfds++
continue
}
// 处理客户端请求
if (handle(events[n].data.fd) < 0) {
epoll_ctl(kdpfd, EPOLL_CTL_DEL, events[n].data.fd,&ev)
curfds--
}
}
}
close(listenfd)
return 0
}
int handle(int connfd) {
int nread
char buf[MAXLINE]
nread = read(connfd, buf, MAXLINE)//读取客户端socket流
if (nread == 0) {
printf("client close the connection\n")
close(connfd)
return -1
}
if (nread < 0) {
perror("read error")
close(connfd)
return -1
}
write(connfd, buf, nread)//响应客户端
return 0
}
epoll server端；
epoll client端
#include <unistd.h>#include <sys/types.h> /* basic system data types */
#include <sys/socket.h> /* basic socket definitions */
#include <netinet/in.h> /* sockaddr_in{} and other Internet defns */
#include <arpa/inet.h> /* inet(3) functions */
#include <netdb.h> /*gethostbyname function */
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define MAXLINE 1024
void handle(int connfd)
int main(int argc, char **argv)
{
char * servInetAddr = "127.0.0.1"
int servPort = 6888
char buf[MAXLINE]
int connfd
struct sockaddr_in servaddr
if (argc == 2) {
servInetAddr = argv[1]
}
if (argc == 3) {
servInetAddr = argv[1]
servPort = atoi(argv[2])
}
if (argc > 3) {
printf("usage: echoclient <IPaddress> <Port>\n")
return -1
}
connfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)
//bzero(&servaddr, sizeof(servaddr))
servaddr.sin_family = AF_INET
servaddr.sin_port = htons(servPort)
//inet_pton(AF_INET, servInetAddr, &servaddr.sin_addr)
servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(servInetAddr)
bzero(&(servaddr.sin_zero), 0)
if (connect(connfd, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof(servaddr)) < 0) {
perror("connect error")
return -1
}
printf("welcome to echoclient\n")
handle(connfd) /* do it all */
close(connfd)
printf("exit\n")
exit(0)
}
void handle(int sockfd)
{
char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE]
int n
for () {
if (fgets(sendline, MAXLINE, stdin) == NULL)
{
break//read eof
}
n = write(sockfd, sendline, strlen(sendline))
n = read(sockfd, recvline, MAXLINE)
if (n == 0) {
printf("echoclient: server terminated prematurely\n")
break
}
write(STDOUT_FILENO, recvline, n)
}
}
select这个系统调用的原型如下
第一个参数nfds用来告诉内核 要扫描的socket fd的数量+1 ，select系统调用最大接收的数量是1024，但是如果每次都去扫描1024，实际上的数量并不多，则效率太低，这里可以指定需要扫描的数量。 最大数量为1024，如果需要修改这个数量，则需要重新编译Linux内核源码。
第2、3、4个参数分别是readfds、writefds、exceptfds，传递的参数应该是fd_set 类型的引用，内核会检测每个socket的fd， 如果没有读事件，就将对应的fd从第二个参数传入的fd_set中移除，如果没有写事件，就将对应的fd从第二个参数的fd_set中移除，如果没有异常事件，就将对应的fd从第三个参数的fd_set中移除 。这里我们应该 要将实际的readfds、writefds、exceptfds拷贝一份副本传进去，而不是传入原引用，因为如果传递的是原引用，某些socket可能就已经丢失 。
最后一个参数是等待时间， 传入0表示非阻塞，传入>0表示等待一定时间，传入NULL表示阻塞，直到等到某个socket就绪 。
FD_ZERO()这个函数将fd_set中的所有bit清0，一般用来进行初始化等。
FD_CLR()这个函数用来将bitmap(fd_set )中的某个bit清0，在客户端异常退出时就会用到这个函数，将fd从fd_set中删除。
FD_ISSET()用来判断某个bit是否被置1了，也就是判断某个fd是否在fd_set中。
FD_SET()这个函数用来将某个fd加入fd_set中，当客户端新加入连接时就会使用到这个函数。
epoll_create系统调用用来创建epfd，会在开辟一块内存空间(epoll的结构空间)。size为epoll上能关注的最大描述符数，不够会进行扩展，size只要＞0就行，早期的设计size是固定大小，但是现在size参数没什么用，会自动扩展。
返回值是epfd，如果为-1则说明创建epoll对象失败 。
第一个参数epfd传入的就是epoll_create返回的epfd。
第二个参数传入对应 *** 作的宏，包括 增删改(EPOLL_CTL_ADD、EPOLL_CTL_DEL、EPOLL_CTL_MOD) 。
第三个参数传入的是 需要增删改的socket的fd 。
第四个参数传入的是 需要 *** 作的fd的哪些事件 ，具体的事件可以看后续。
返回值是一个int类型，如果为-1则说明 *** 作失败 。
第一个参数是epfd，也就是epoll_create的返回值。
第二个参数是一个epoll_event类型的指针，也就是传入的是一个数组指针。 内核会将就绪的socket的事件拷贝到这个数组中，用户可以根据这个数组拿到事件和消息等 。
第三个参数是maxevents，传入的是 第二个参数的数组的容量 。
第四个参数是timeout， 如果设为-1一直阻塞直到有就绪数据为止，如果设为0立即返回，如果＞0那么阻塞一段时间 。
返回值是一个int类型，也就是就绪的socket的事件的数量(内核拷贝给用户的events的元素的数量)，通过这个数量可以进行遍历处理每个事件 。
一般需要传入 ev.data.fd 和 ev.events ，也就是fd和需要监控的fd的事件。事件如果需要传入多个，可以通过按位与来连接，比如需要监控读写事件，只需要像如下这样 *** 作即可： ev.events=EPOLLIN | EPOLLOUT 。
LT(水平触发)， 默认 的工作模式， 事件就绪后用户可以选择处理和不处理，如果用户不处理，内核会对这部分数据进行维护，那么下次调用epoll_wait()时仍旧会打包出来 。
ET(边缘触发)，事件就绪之后， 用户必须进行处理 ，因为内核把事件打包出来之后就把对应的就绪事件给清掉了， 如果不处理那么就绪事件就没了 。ET可以减少epoll事件被重复触发的次数，效率比LT高。
如果需要设置为边缘触发只需要设置事件为类似 ev.events=EPOLLIN | EPOLLET 即可 。
select/poll/epoll是nio多路复用技术， 传统的bio无法实现C10K/C100K ，也就是无法满足1w/10w的并发量，在这么高的并发量下，在进行上下文切换就很容易将服务器的负载拉飞。
1.将fd_set从用户态拷贝到内核态
2.根据fd_set扫描内存中的socket的fd的状态，时间复杂度为O(n)
3.检查fd_set，如果有已经就绪的socket，就给对应的socket的fd打标记，那么就return 就绪socket的数量并唤醒当前线程，如果没有就绪的socket就继续阻塞当前线程直到有socket就绪才将当前线程唤醒。
4.如果想要获取当前已经就绪的socket列表，则还需要进行一次系统调用，使用O(n)的时间去扫描socket的fd列表，将已经打上标记的socket的fd返回。
CPU在同一个时刻只能执行一个程序，通过RR时间片轮转去切换执行各个程序。没有被挂起的进程(线程)则在工作队列中排队等待CPU的执行，将进程(线程)从工作队列中移除就是挂起，反映到Java层面的就是线程的阻塞。
什么是中断？当我们使用键盘、鼠标等IO设备的时候，会给主板一个电流信号，这个电流信号就给CPU一个中断信号，CPU执行完当前的指令便会保存现场，然后执行键盘/鼠标等设备的中断程序，让中断程序获取CPU的使用权，在中断程序后又将现场恢复，继续执行之前的进程。
如果第一次没检测到就绪的socket，就要将其进程(线程)从工作队列中移除，并加入到socket的等待队列中。
socket包含读缓冲区+写缓冲区+等待队列(放线程或eventpoll对象)
当从客户端往服务器端发送数据时，使用TCP/IP协议将通过物理链路、网线发给服务器的网卡设备，网卡的DMA设备将接收到的的数据写入到内存中的一块区域(网卡缓冲区)，然后会给CPU发出一个中断信号，CPU执行完当前指令则会保存现场，然后网卡的中断程序就获得了CPU的使用权，然后CPU便开始执行网卡的中断程序，将内存中的缓存区中的数据包拿出，判断端口号便可以判断它是哪个socket的数据，将数据包写入对应的socket的读(输入)缓冲区，去检查对应的socket的等待队列有没有等待着的进程(线程)，如果有就将该线程(进程)从socket的等待队列中移除，将其加入工作队列，这时候该进程(线程)就再次拥有了CPU的使用权限，到这里中断程序就结束了。
之后这个进程(线程)就执行select函数再次去检查fd_set就能发现有socket缓冲区中有数据了，就将该socket的fd打标记，这个时候select函数就执行完了，这时候就会给上层返回一个int类型的数值，表示已经就绪的socket的数量或者是发生了错误。这个时候就再进行内核态到用户态的切换，对已经打标记的socket的fd进行处理。
将原本1024bit长度的bitmap(fd_set)换成了数组的方式传入 ，可以 解决原本1024个不够用的情况 ，因为传入的是数组，长度可以不止是1024了，因此socket数量可以更多，在Kernel底层会将数组转换成链表。
在十多年前，linux2.6之前，不支持epoll，当时可能会选择用Windows/Unix用作服务器，而不会去选择Linux，因为select/poll会随着并发量的上升，性能变得越来越低，每次都得检查所有的Socket列表。
1.select/poll每次调用都必须根据提供所有的socket集合，然后就 会涉及到将这个集合从用户空间拷贝到内核空间，在这个过程中很耗费性能 。但是 其实每次的socket集合的变化也许并不大，也许就1-2个socket ，但是它会全部进行拷贝，全部进行遍历一一判断是否就绪。
2.select/poll的返回类型是int，只能代表当前的就绪的socket的数量/发生了错误， 如果还需要知道是哪些socket就绪了，则还需要再次使用系统调用去检查哪些socket是就绪的，又是一次O(n)的 *** 作，很耗费性能 。
1.epoll在Kernel内核中存储了对应的数据结构(eventpoll)。我们可以 使用epoll_create()这个系统调用去创建一个eventpoll对象 ，并返回eventpoll的对象id(epfd)，eventpoll对象主要包括三个部分：需要处理的正在监听的socket_fd列表(红黑树结构)、socket就绪列表以及等待队列(线程)。
2.我们可以使用epoll_ctl()这个系统调用对socket_fd列表进行CRUD *** 作，因为可能频繁地进行CRUD，因此 socket_fd使用的是红黑树的结构 ，让其效率能更高。epoll_ctl()传递的参数主要是epfd(eventpoll对象id)。
3.epoll_wait()这个系统调用默认会 将当前进程(线程)阻塞，加入到eventpoll对象的等待队列中，直到socket就绪列表中有socket，才会将该进程(线程)重新加入工作队列 ，并返回就绪队列中的socket的数量。
socket包含读缓冲区、写缓冲区和等待队列。当使用epoll_ctl()系统调用将socket新加入socket_fd列表时，就会将eventpoll对象引用加到socket的等待队列中， 当网卡的中断程序发现socket的等待队列中不是一个进程(线程)，而是一个eventpoll对象的引用，就将socket引用追加到eventpoll对象的就绪列表的尾部 。而eventpoll对象中的等待队列存放的就是调用了epoll_wait()的进程(线程)，网卡的中断程序执行会将等待队列中的进程(线程)重新加入工作队列，让其拥有占用CPU执行的资格。epoll_wait()的返回值是int类型，返回的是就绪的socket的数量/发生错误，-1表示发生错误。
epoll的参数有传入一个epoll_event的数组指针(作为输出参数)，在调用epoll_wait()返回的同时，Kernel内核还会将就绪的socket列表添加到epoll_event类型的数组当中。
udp还是tcp，如果是tcp需要你把服务器当成客户端主动连接客户端的指定端口，listen后才能send。要么你就手动使用raw socket直接从最上层到最底层直接构造tcp回应包发送，不用bind listen都可以。欢迎分享，转载请注明来源：内存溢出
微信扫一扫
支付宝扫一扫
评论列表（0条）