嵌入式学习日记（36）TCP并发服务器构建——epoll

select特点：

使用位图（数组）实现对文件描述符集合的保存，最多允许同时监测1024个文件描述符；
需要应用和内核层的反复数据（文件描述符集合表）拷贝；
返回的集合表需要遍历寻找到达的事件；
只能工作在水平触发模式（低速模式），不能工作在边沿触发模式（高速模式）。

poll特点：

使用链表实现对文件描述符集合的保存，没有了监测的文件描述符上限限制；
需要应用和内核层的反复数据（文件描述符集合表）拷贝；
返回的集合表需要遍历寻找到达的事件；
只能工作在水平触发模式（低速模式），不能工作在边沿触发模式（高速模式）。

epoll特点：

使用红黑树（二叉树）实现文件描述符集合的存储，没有文件描述符上限限制，提高查找效率；
将文件描述符集合创建在内核层，避免了应用层和内核层的反复数据拷贝；
返回的是到达事件，不需要遍历，只需要处理事件即可；
可工作在水平触发模式（低速模式），也可工作在边沿触发模式（高速模式）。

epoll构建流程：

创建文件描述符集合： int epoll_create(int size);
添加关注的文件描述符：int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
epoll通知内核开始进行事件监测：int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);
epoll返回时，获取到达事件的结果
根据到达事件做任务处理

int epoll_create(int size);

功能：通知内核创建文件描述符集合

参数：

size：监测的文件描述符个数

返回值：

成功：文件描述符（代表内核创建的集合）

失败：-1

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);

功能：对epoll的文件描述符集合进行操作

参数：

epfd：创建的epoll集合

op：对文件描述符集合进行的操作

EPOLL_CTL_ADD ：添加文件描述符到集合

EPOLL_CTL_MOD ：修改集合中的文件描述符

EPOLL_CTL_DEL ：删除集合中的文件描述符

fd：要操作的文件描述符

event：文件描述符对应的事件

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 */

};

events：文件描述符的事件：

EPOLLIN：读事件

EOPLLOUT：写事件

data.fd : 关注的文件描述符

返回值：

成功：0

失败：-1

int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events,

int maxevents, int timeout);

功能：通知内核开始监测文件描述符的事件

参数：

epfd：监测的文件描述符集合

events：保存返回的到达事件的结果（数组）

struct epoll_event evs[MAX_FD_CNT]；

evs;

maxevents：最大的事件个数

timeout：监测的超时时间

-1 ：不设置超时（一直阻塞）

返回值：

成功：到达的事件的个数

失败：-1

利用epoll构建并发服务器

cs 复制代码

#include "head.h"

#define SER_PORT 50001
#define SER_IP "192.168.0.180"
int n = 1;

int init_tcp_ser()
{
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd < 0)
    {
        perror("socket error");
        return -1;
    }
    struct sockaddr_in seraddr;
    seraddr.sin_family = AF_INET;
    seraddr.sin_port = htons(SER_PORT);
    seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);
    int ret = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr));
    if (ret < 0)
    {
        perror("bind error");
        close(sockfd);
        return -1;
    }
    ret = listen(sockfd, 5);
    if (ret < 0)
    {
        perror("listen error");
        close(sockfd);
        return -1;
    }
    return sockfd;
}

int epoll_fd_add(int epfds, int fd, uint32_t events)
{
    struct epoll_event ev;
    ev.events = events;
    ev.data.fd = fd;
    int ret = epoll_ctl(epfds, EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev);
    if (ret < 0)
    {
        perror("add error");
        return -1;
    }
    return 0;
}

int main()
{
    struct sockaddr_in cliaddr;
    socklen_t clilen = sizeof(cliaddr);
    int sockfd = init_tcp_ser();
    if (sockfd < 0)
    {
        return -1;
    }
    int epfds = epoll_create(n);
    if (epfds < 0)
    {
        perror("epoll_create error");
        return -1;
    }
    epoll_fd_add(epfds, sockfd, EPOLLIN);
    struct epoll_event evs[1024];
    char buff[1024] = {0};
    while (1)
    {
        int count = epoll_wait(epfds, evs, n, -1);
        if (count < 0)
        {
            perror("epoll_wait error");
            return -1;
        }
        for (int i = 0; i < count; ++i)
        {
            if (evs[i].data.fd == sockfd)
            {
                int connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &clilen);
                if (connfd < 0)
                {
                    perror("accept error:");
                    return -1;
                }
                epoll_fd_add(epfds, connfd, EPOLLIN);
                ++n;
            }
            else
            {
                memset(buff, 0, sizeof(buff));
                ssize_t cnt = recv(evs[i].data.fd, buff, sizeof(buff), 0);
                if (cnt < 0)
                {
                    perror("receive error");
                    epoll_ctl(epfds, EPOLL_CTL_DEL, evs[i].data.fd,NULL);
                    close(evs[i].data.fd);
                    continue;
                }
                else if (cnt == 0)
                {
                    printf("offline\n");
                    epoll_ctl(epfds, EPOLL_CTL_DEL, evs[i].data.fd,NULL);
                    close(evs[i].data.fd);
                    break;
                }
                printf("%s\n", buff);
            }
        }
    }
    close(sockfd);
    return 0;
}