epoll三種工作模式

epoll三種工作模式

水平觸發模式 LT

之前僞代碼的問題。
假設有100個數據，但是某次讀只能讀50個字節。下一次再讀50個字節。

• 只要fd對應的緩衝區有數據，即判斷緩衝區
• epoll_wait返回
• 返回的次數與發送的數據次數沒有關係

用戶雖然把數據收下來了，但是可能不一定知道epoll_wait返回了幾次。
假設設置的讀緩衝區比較小，就會出現上述分兩次讀的情況。

• 打個比方：老師告訴你要做作業，“每次”都會提醒你下，你語文要做了，數學要做了，英語要做了。這裏的老師就好比內核，會督促你把作業都做完。
• 和邊沿模式不同，老師就提醒你一次，語文要做哦。你只做了成語判斷，還有閱讀分析沒做，但是她不會管你。一會兒可能數學作業要佈置下來了，你只做了選擇題，大題可能沒做。
• LT支持block和非block方式。這種模式，內核會告訴你一個fd是否就緒，如果你不做任何操作，內核還是會繼續通知你，所以這種模式編程出錯可能性要小一點。

邊沿觸發模式-ET

• fd --默認具有阻塞屬性
• Client Send Data to Server
  • 發一次數據，server的epoll_wait返回一次
  • 不再乎數據是否讀完，客戶端發一次，就返回一次
  • “絞肉機”裏面剩下的肉需要新的肉塞進去才能出來
  • 貌似不合理卻合理：epoll_wait調用次數越多，系統開銷越大。一般不單獨使用
• 存在即合理：epoll_wait調用次數越多，系統的開銷越大。
• 不單獨用，配合非阻塞方式
• 如果讀不完
  • while(recv()); 內核緩衝區沒有數據，數據讀完之後會阻塞
  • 解決阻塞問題
    • 設置非阻塞 -fd （邊沿非阻塞模式）

//修改監聽的方式
tmp.events = EPOLL_IN | EPOLL_ET;  //只增加一個EPOLL_ET宏
tmp.events.cfd = connfd;           //accept進來的描述符

邊沿非阻塞觸發 ET+NO-BLOCK

• 效率高，高速工作方式，只支持no-block socket。當fd從not ready–>ready時，內核通過epoll通知你。然後假設你已知曉該事件，並不會再爲那個fd提供更多的就緒通知。如果一直不對這個fd做I/O操作(從而導致它再次變成未就緒)，內核不會發送更多的通知（only once）
• 如何解決非阻塞
  • open()
    • 設置flags
    • 必須 O_WDRW | O_NOBLOCK //變成非阻塞
    • 適應終端文件： /dev/tty
  • fcntl
    • fcnt方式設置cfd非阻塞模式

//關鍵：設置cfd爲非阻塞模式
int flag = fcntl(cfd, F_GETFL);
flag | = O_NOBLOCK;
fcntl(cfd, F_SETFL, flag);

struct epoll_event tmp_evt;
tmp_evt.event = EPOLLIN|EPOLLET;
tmp_evt.data.fd = cfd; //accept返回後的描述符
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, cfd, &tmp_evt);
/*... ... ...*/ 
//循環讀取數據
while((recv_len = recv(fd， buf, sizeof(buf), 0))>0)
{
	write(STDOUT_FILENO, buf, recv_len ); //打印到終端
	send(fd, buf, len ,0); //返回給客戶端
}
if(len == 0)
{
	printf("客戶端斷開連接\n");
	epoll_ctl(expd, EPOLL_CTL_DEL, fd, NULL);
	close(fd);
}else if(len = -1){
	printf("error\n");
	exit(1);
}

上述代碼在讀完數據後會退出：

• 原因
  • 數據讀完之後，又去讀，但是現在是非阻塞情況，又去強行讀緩衝區
  • 強行讀了一個沒有數據的緩衝區(fd)，導致返回-1
  • 判斷 error == EAGAIN

if(len == -1)
{
	if(error == EAGAIN)
	{
		printf("緩衝區數據已讀完");	
	}
	else
	{
		printf("error\n");
		exit(1);
	}
}

文件描述符突破1024限制

• select 需要編譯內核才能突破1024限制
• poll和epoll 可以突破1024
  • poll 內部鏈表
  • epoll紅黑樹
• 查看文件描述符上線
  • cat /proc/sys/fs/file-max
  • 和機器硬件相關
• 通過配置文件修改上限值
  • /etc/security/limits.conf
  • soft nofile 8000 //不能超過limits上限
  • hard nofile 8000
  • 重啓或註銷才生效
  • ulimit -n 3000

epoll反應堆模型

在struct epoll_event結構體中的

struct epoll_event{
	__uint32_t events; /*Epoll events*/
	epoll_data_t data; /*User data variable*/
}

typedef union epoll_data{
	void *ptr;
	int fd;				//epoll_wait返回後利用response_event[i].data.fd來判斷某個fd就緒
	uint32_t u32;
	uint64_t u64;
}epoll_data_t;
//fake code-----------------------------------------------------------------------
rets=epoll_wait(gefd, response_events, max_events, -1);
for(int i=0;i<rets;i++)
{
	...
	response_events.data.fd = connfd; //利用的epoll_event.data.fd來幫助我們判斷，
	...
}