epoll的反应堆实现模式

这里有个epoll的反应堆模式实现，在这段代码之前，不知道什么是reactor反应堆，赶紧去补了一下Reator模式论文阅读整理，这个论文是以面向对象的思想来介绍反应堆的实现的。

对比这个epoll的反应堆实现，发生跟论文中的实现还是有点出入，而普通的epoll实现epoll 示例跟不用reator模式差不多，当然思想上还是有差别的。

在反应堆实现中，为每个fd由自己封装了一个myevent_s结构体，这个结构体与fd是一一对应的，另外还封装了一个回调函数，这个回调函数就是这个fd感兴趣的事件发生时调用的函数，在上面的论文中，这个回调函数称为Concrete Event Handler，因为是个函数，所以就跟抽象处理器Event Handler没什么关系了，如下：

/** status:1表示在监听事件中，0表示不在* last_active:记录最后一次响应时间,做超时处理*/
struct myevent_s {int fd;                 //cfd listenfdint events;             //EPOLLIN  EPLLOUTvoid *arg;              //指向自己结构体指针void (*call_back)(int fd, int events, void *arg);int status;char buf[BUFLEN];int len;long last_active;
};

与普通epoll编程不同的是，使用reactor模式不需要使用Switch 语句或者if语句来判断fd或者对应事件，而是直接调用与这个fd相关联的事件处理函数，主要处理如下：

     /* 等待事件发生 */int nfd = epoll_wait(g_efd, events, MAX_EVENTS + 1, 1000);if (nfd < 0) {printf("epoll_wait error, exit\n");break;}for (i = 0; i < nfd; i++) {//强制转换ptr指针为自定义封装事件类型struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *) events[i].data.ptr;//事件派发，回调函数保存在由ptr指针指向的自定义事件类型中的回调函数中if ((events[i].events & EPOLLIN) && (ev->events & EPOLLIN)) {ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);}if ((events[i].events & EPOLLOUT) && (ev->events & EPOLLOUT)) {ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);}}

程序完整代码如下：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#define MAX_EVENTS  1024
#define BUFLEN 128
#define SERV_PORT   8080/** status:1表示在监听事件中，0表示不在* last_active:记录最后一次响应时间,做超时处理*/
struct myevent_s {int fd;                 //cfd listenfdint events;             //EPOLLIN  EPLLOUTvoid *arg;              //指向自己结构体指针void (*call_back)(int fd, int events, void *arg);int status;char buf[BUFLEN];int len;long last_active;
};int g_efd; /* epoll_create返回的句柄 */
struct myevent_s g_events[MAX_EVENTS + 1]; /* +1 最后一个用于 listen fd *//** 封装一个自定义事件，包括fd，这个fd的回调函数，还有一个额外的参数项* 注意：在封装这个事件的时候，为这个事件指明了回调函数，一般来说，一个fd只对一个特定的事件* 感兴趣，当这个事件发生的时候，就调用这个回调函数*/
void eventset(struct myevent_s *ev, int fd, void (*call_back)(int, int, void *),void *arg) {ev->fd = fd;ev->call_back = call_back;ev->events = 0;ev->arg = arg;ev->status = 0;//memset(ev->buf, 0, sizeof(ev->buf));//ev->len = 0;ev->last_active = time(NULL);return;
}//声明回调函数，好在定义之前引用
void recvdata(int fd, int events, void *arg);
void senddata(int fd, int events, void *arg);/** 这个函数封装了epoll_ctl函数，将一个自定义事件（自己封装的事件）添加到epoll实例中* 中间那个events表示感兴趣的事件*/
void eventadd(int efd, int events, struct myevent_s *ev) {struct epoll_event epv = { 0, { 0 } };int op;//epoll_event的data数据域，用来保存用户数据，这里将一个指针ptr指向自定义的事件类型//在epoll_event中，这个指针是可以指向任何类型的 void*//epoll_event与一个fd是一一对应的epv.data.ptr = ev;epv.events = ev->events = events;if (ev->status == 1) {op = EPOLL_CTL_MOD;} else {op = EPOLL_CTL_ADD;ev->status = 1;}if (epoll_ctl(efd, op, ev->fd, &epv) < 0)printf("event add failed [fd=%d], events[%d]\n", ev->fd, events);elseprintf("event add OK [fd=%d], op=%d, events[%0X]\n", ev->fd, op,events);return;
}/*从epoll实例中删除一个事件 */
void eventdel(int efd, struct myevent_s *ev) {struct epoll_event epv = { 0, { 0 } };if (ev->status != 1)return;epv.data.ptr = ev;ev->status = 0;epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_DEL, ev->fd, &epv);return;
}/*看名字好像是接受一个新的连接*/
void acceptconn(int lfd, int events, void *arg) {struct sockaddr_in cin;socklen_t len = sizeof(cin);int cfd, i;if ((cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *) &cin, &len)) == -1) {if (errno != EAGAIN && errno != EINTR) {/* 暂时不做出错处理 */}printf("%s: accept, %s\n", __func__, strerror(errno));return;}do {for (i = 0; i < MAX_EVENTS; i++) {if (g_events[i].status == 0)break;}if (i == MAX_EVENTS) {printf("%s: max connect limit[%d]\n", __func__, MAX_EVENTS);break;}int flag = 0;if ((flag = fcntl(cfd, F_SETFL, O_NONBLOCK)) < 0) {printf("%s: fcntl nonblocking failed, %s\n", __func__,strerror(errno));break;}//下面这两句表示封装一个自定义的事件，以及将这个事件添加到epoll实例中eventset(&g_events[i], cfd, recvdata, &g_events[i]);eventadd(g_efd, EPOLLIN, &g_events[i]);} while (0);printf("new connect [%s:%d][time:%ld], pos[%d]\n", inet_ntoa(cin.sin_addr),ntohs(cin.sin_port), g_events[i].last_active, i);return;
}/**接收数据*/
void recvdata(int fd, int events, void *arg) {struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *) arg;int len;len = recv(fd, ev->buf, sizeof(ev->buf), 0);eventdel(g_efd, ev);if (len > 0) {ev->len = len;ev->buf[len] = '\0';printf("C[%d]:%s\n", fd, ev->buf);/* 转换为发送事件 */eventset(ev, fd, senddata, ev);eventadd(g_efd, EPOLLOUT, ev);} else if (len == 0) {close(ev->fd);/* ev-g_events 地址相减得到偏移元素位置 */printf("[fd=%d] pos[%d], closed\n", fd, (int) (ev - g_events));} else {close(ev->fd);printf("recv[fd=%d] error[%d]:%s\n", fd, errno, strerror(errno));}return;
}void senddata(int fd, int events, void *arg) {struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *) arg;int len;len = send(fd, ev->buf, ev->len, 0);//printf("fd=%d\tev->buf=%s\ttev->len=%d\n", fd, ev->buf, ev->len);//printf("send len = %d\n", len);eventdel(g_efd, ev);if (len > 0) {printf("send[fd=%d], [%d]%s\n", fd, len, ev->buf);eventset(ev, fd, recvdata, ev);eventadd(g_efd, EPOLLIN, ev);} else {close(ev->fd);printf("send[fd=%d] error %s\n", fd, strerror(errno));}return;
}void initlistensocket(int efd, short port) {int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);fcntl(lfd, F_SETFL, O_NONBLOCK);eventset(&g_events[MAX_EVENTS], lfd, acceptconn, &g_events[MAX_EVENTS]);eventadd(efd, EPOLLIN, &g_events[MAX_EVENTS]);struct sockaddr_in sin;memset(&sin, 0, sizeof(sin));sin.sin_family = AF_INET;sin.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;sin.sin_port = htons(port);bind(lfd, (struct sockaddr *) &sin, sizeof(sin));listen(lfd, 20);return;
}int main(int argc, char *argv[]) {unsigned short port = SERV_PORT;if (argc == 2)port = atoi(argv[1]);g_efd = epoll_create(MAX_EVENTS + 1);if (g_efd <= 0)printf("create efd in %s err %s\n", __func__, strerror(errno));initlistensocket(g_efd, port);/* 事件循环，缓冲区 */struct epoll_event events[MAX_EVENTS + 1];printf("server running:port[%d]\n", port);int checkpos = 0, i;while (1) {/* 超时验证，每次测试100个链接，不测试listenfd 当客户端60秒内没有和服务器通信，则关闭此客户端链接 */long now = time(NULL);for (i = 0; i < 100; i++, checkpos++) {if (checkpos == MAX_EVENTS)checkpos = 0;if (g_events[checkpos].status != 1)continue;long duration = now - g_events[checkpos].last_active;if (duration >= 60) {close(g_events[checkpos].fd);printf("[fd=%d] timeout\n", g_events[checkpos].fd);eventdel(g_efd, &g_events[checkpos]);}}/* 等待事件发生 */int nfd = epoll_wait(g_efd, events, MAX_EVENTS + 1, 1000);if (nfd < 0) {printf("epoll_wait error, exit\n");break;}for (i = 0; i < nfd; i++) {//强制转换ptr指针为自定义封装事件类型struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *) events[i].data.ptr;//事件派发，回调函数保存在由ptr指针指向的自定义事件类型中的回调函数中if ((events[i].events & EPOLLIN) && (ev->events & EPOLLIN)) {ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);}if ((events[i].events & EPOLLOUT) && (ev->events & EPOLLOUT)) {ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);}}}/* 退出前释放所有资源 */return 0;
}

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