【计算机网络 - 基础问题】每日 3 题（五十六）

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166. poll API 介绍

cpp 复制代码

#include <poll.h>
struct pollfd {
        int   fd;         /* 委托内核检测的文件描述符 */
        short events;     /* 委托内核检测文件描述符的什么事件 */
        short revents;    /* 文件描述符实际发生的事件 */
};

struct pollfd myfd;
myfd.fd = 5;
myfd.events = POLLIN | POLLOUT;

int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
/*
        - 参数：
                 - fds : 是一个struct pollfd 结构体数组，这是一个需要检测的文件描述符的集合
                 - nfds : 这个是第一个参数数组中最后一个有效元素的下标 + 1
                 - timeout : 阻塞时长
                         0 : 不阻塞
                         -1 : 阻塞，当检测到需要检测的文件描述符有变化，解除阻塞
                         >0 : 阻塞的时长
         - 返回值
                 -1 : 失败
                 >0（n） : 成功,n表示检测到集合中有n个文件描述符发生变化
*/

167. poll 案例

poll.c

cpp 复制代码

#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <poll.h>

int main() {

    // 创建socket
    int lfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_port = htons(9999);
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    // 绑定
    bind(lfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr));

    // 监听
    listen(lfd, 8);

    // 初始化检测的文件描述符数组
    struct pollfd fds[1024];
    for(int i = 0; i < 1024; i++) {
        fds[i].fd = -1;
        fds[i].events = POLLIN;
    }
    fds[0].fd = lfd;
    int nfds = 0;

    while(1) {

        // 调用poll系统函数，让内核帮检测哪些文件描述符有数据
        int ret = poll(fds, nfds + 1, -1);
        if(ret == -1) {
            perror("poll");
            exit(-1);
        } else if(ret == 0) {
            continue;
        } else if(ret > 0) {
            // 说明检测到了有文件描述符的对应的缓冲区的数据发生了改变
            if(fds[0].revents & POLLIN) {
                // 表示有新的客户端连接进来了
                struct sockaddr_in cliaddr;
                int len = sizeof(cliaddr);
                int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len);

                // 将新的文件描述符加入到集合中
                for(int i = 1; i < 1024; i++) {
                    if(fds[i].fd == -1) {
                        fds[i].fd = cfd;
                        fds[i].events = POLLIN;
                        break;
                    }
                }

                // 更新最大的文件描述符的索引
                nfds = nfds > cfd ? nfds : cfd;
            }

            for(int i = 1; i <= nfds; i++) {
                if(fds[i].revents & POLLIN) {
                    // 说明这个文件描述符对应的客户端发来了数据
                    char buf[1024] = {0};
                    int len = read(fds[i].fd, buf, sizeof(buf));
                    if(len == -1) {
                        perror("read");
                        exit(-1);
                    } else if(len == 0) {
                        printf("client closed...\n");
                        close(fds[i].fd);
                        fds[i].fd = -1;
                    } else if(len > 0) {
                        printf("read buf = %s\n", buf);
                        write(fds[i].fd, buf, strlen(buf) + 1);
                    }
                }
            }
        }
    }
    close(lfd);
    return 0;
}

client.c

cpp 复制代码

#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

int main() {

    // 创建socket
    int fd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(fd == -1) {
        perror("socket");
        return -1;
    }

    struct sockaddr_in seraddr;
    inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &seraddr.sin_addr.s_addr);
    seraddr.sin_family = AF_INET;
    seraddr.sin_port = htons(9999);

    // 连接服务器
    int ret = connect(fd, (struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr));

    if(ret == -1){
        perror("connect");
        return -1;
    }

    int num = 0;
    while(1) {
        char sendBuf[1024] = {0};
        sprintf(sendBuf, "send data %d", num++);
        write(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1);

        // 接收
        int len = read(fd, sendBuf, sizeof(sendBuf));
        if(len == -1) {
            perror("read");
            return -1;
        }else if(len > 0) {
            printf("read buf = %s\n", sendBuf);
        } else {
            printf("服务器已经断开连接...\n");
            break;
        }
        // sleep(1);
        usleep(1000);
    }

    close(fd);

    return 0;
}

168. epoll API 介绍

通过 epoll_create 创建 epoll 对象，此时 epoll 对象的内核结构包含就绪链表和红黑树，就绪队列是用于保存所有读写事件到来的 socket。红黑树用于保存所有待检测的 socket。
通过 epoll_crt 将待检测的 socket，加入到红黑树中，并注册一个事件回调函数，当有事件到来的之后，会调用这个回调函数，进而通知到 epoll 对象。
调用 epoll_wait 等待事件的发生，当内核检测到事件发生后，调用该 socket 注册的回调函数，执行回调函数就能找到 socket 对应的 epoll 对象，然后会将事件加入到 epoll 对象的绪队列中，最后将就绪队列返回给应用层。

介绍

cpp 复制代码

#include <sys/epoll.h>

// 创建一个新的epoll实例。在内核中创建了一个数据，这个数据中有两个比较重要的数据，一个是需要检测的文件描述符的信息（红黑树），还有一个是就绪列表，存放检测到数据发送改变的文件描述符信息（双向链表）。
int epoll_create(int size);
/*
        - 参数：
                size : 目前没有意义了。随便写一个数，必须大于0
        - 返回值：
                -1 : 失败
                > 0 : 文件描述符，操作epoll实例的
*/

typedef union epoll_data {
        void        *ptr;
        int          fd;
        uint32_t     u32;
        uint64_t     u64;
} epoll_data_t;

struct epoll_event {
        uint32_t     events;      /* Epoll events */
        epoll_data_t data;        /* User data variable */
};
/*
常见的Epoll检测事件：
    - EPOLLIN
    - EPOLLOUT
    - EPOLLERR
    - EPOLLET        epoll默认工作模式是LT，et需要在这手动设置
*/

// 对epoll实例进行管理：添加文件描述符信息，删除信息，修改信息
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
/*
        参数：
                - epfd : epoll实例对应的文件描述符
                - op : 要进行什么操作
                        EPOLL_CTL_ADD: 添加
                        EPOLL_CTL_MOD: 修改
                        EPOLL_CTL_DEL: 删除
                - fd : 要检测的文件描述符
                - event : 检测文件描述符什么事情
*/

// 检测函数
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);
/*
        参数：
                - epfd : epoll实例对应的文件描述符
                - events : 传出参数，保存了发送了变化的文件描述符的信息
                - maxevents : 第二个参数结构体数组的大小
                - timeout : 阻塞时间
                        - 0 : 不阻塞
                        - -1 : 阻塞，直到检测到fd数据发生变化，解除阻塞
                        - > 0 : 阻塞的时长（毫秒）
        - 返回值：
                - 成功，返回发送变化的文件描述符的个数 > 0
                - 失败 -1
*/