Linux环境SOCKET编程2：epoll分析

我们通过实现分析知道LT模式下epoll_wait被唤醒可以通过两种方式，而ET模式只能通过一种方式。所以ET模式下能被唤醒的情况,LT模式下一定也能被唤醒。我们先来讨论特殊情况（ET模式）,再来讨论一般情况（LT模式）。

1 ET

根据上一节对两种加入rdlist途径的分析，可以得出ET模式下被唤醒（返回就绪）的条件为：

对于读取操作：

(1) 当buffer由不可读状态变为可读的时候，即由空变为不空的时候。

(2) 当有新数据到达时，即buffer中的待读内容变多的时候。

另外补充一点：

(3) 当buffer中有数据可读（即buffer不空）且用户对相应fd进行epoll_mod IN事件时（具体见下节内容）。

对于情况(1)(2)分别对应图1(a),图1(b)。

对于写操作：

(1) 当buffer由不可写变为可写的时候，即由满状态变为不满状态的时候。

(2) 当有旧数据被发送走时，即buffer中待写的内容变少得时候。

另外补充一点：

(3) 当buffer中有可写空间（即buffer不满）且用户对相应fd进行epoll_mod OUT事件时（具体见下节内容）。

对于情况(1)(2)分别对应图2(a),图2(b)。

(a) (b)

图1 ET读触发的两种情况

图2 LT写触发的两种情况

2 LT

LT模式下进程被唤醒（描述符就绪）的条件就简单多了，它包含ET模式的所有条件，也就是上述列出的六中读写被唤醒的条件都是用于LT模式。此外，还有更普通的情况LT可以被唤醒，而ET则不理会，这也是我们需要注意的情况。

对于读操作

当buffer中有数据，且数据被读出一部分后buffer还不空的时候，即buffer中的内容减少的时候，LT模式返回读就绪。如下图所示。

对于写操作

当buffer不满，又写了一部分数据后扔然不满的的时候，即由于写操作的速度大于发送速度造成buffer中的内容增多的时候，LT模式会返回就绪。如下图所示。

注：poll和select都是LT模式。

3 源码分析

服务端：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <poll.h>
#include <iostream>
#include <string.h>
#include <vector>
#include <errno.h>
#include <iostream>
#include <stdio.h>using namespace std;#define MAX_EVENT_NUMBER 1024
#define BUFFER_SIZE      200
#define PORT 8080int setnonblocking(int fd)
{int old_option = fcntl(fd, F_GETFL);int new_option = old_option | O_NONBLOCK;fcntl(fd, F_SETFL, new_option);return old_option;
}void addfd(int epollfd, int fd, bool enable_et)
{epoll_event event;event.data.fd = fd;event.events = EPOLLIN;if (enable_et){event.events |= EPOLLET;}epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event);setnonblocking(fd);
}void lt_handle(epoll_event* events, int number, int epollfd, int listenfd)
{char buf[BUFFER_SIZE];for (int i = 0; i < number; i++){int sockfd = events[i].data.fd;if (sockfd == listenfd){struct sockaddr_in clientaddr;socklen_t clientaddrlen = sizeof(clientaddr);int connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&clientaddr, &clientaddrlen);addfd(epollfd, connfd, false);        } else if (events[i].events & EPOLLIN){printf("event trigger once\n");memset(buf, 0, BUFFER_SIZE);int ret = recv(sockfd, buf, BUFFER_SIZE - 1, 0);if (ret <= 0){close(sockfd);continue;}printf("get %d bytes of content: %s\n", ret, buf);}else{printf("something else happened\n");}}
}void et_handle(epoll_event* events, int number, int epollfd, int listenfd)
{char buf[BUFFER_SIZE];char send_buf[BUFFER_SIZE];for (int i = 0; i < number; i++){int sockfd = events[i].data.fd;if (sockfd == listenfd){struct sockaddr_in clientaddr;socklen_t clientaddrlen = sizeof(clientaddr);int connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&clientaddr, &clientaddrlen);addfd(epollfd, connfd, false);continue;            } else if (events[i].events & EPOLLIN){printf("---------------------------------\n");printf("event trigger once\n");while (1){memset(buf, 0, BUFFER_SIZE);int ret = recv(sockfd, buf, BUFFER_SIZE - 1, 0);if (ret <= 0){if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK){printf("read later\n");break;}close(sockfd);break;}else if (ret == 0){close(sockfd);}else{memset(send_buf, 0, BUFFER_SIZE);sprintf(send_buf, "think, the server have accepted the text, the text is :%s \n", buf);printf("get %d bytes of content: %s\n", ret, buf);}}// 回复客户端消息int nwrite, n,data_size = strlen(send_buf);n = data_size;while (n > 0) {nwrite = write(sockfd, send_buf + data_size - n, n);//ET下一直将要写数据写完if (nwrite < n) {if (nwrite == -1 && errno != EAGAIN) {perror("write error");}break;}n -= nwrite;}close(sockfd);}else {}}
}int main()
{//创建一个监听socketint listenfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(listenfd == -1){cout << "create listen socket error" << endl;return -1;}//将监听socker设置为非阻塞的int oldSocketFlag = fcntl(listenfd, F_GETFL, 0);int newSocketFlag = oldSocketFlag | O_NONBLOCK;if(fcntl(listenfd,F_SETFL,newSocketFlag)==-1) {close(listenfd);cout << "set listenfd to nonblock error" << endl;return -1;}//初始化服务器地址  struct sockaddr_in bindaddr;bindaddr.sin_family = AF_INET;bindaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);bindaddr.sin_port = htons(PORT);if(bind(listenfd, (struct sockaddr*)&bindaddr,sizeof(bindaddr))==-1){cout << "bind listen socker error." << endl;close(listenfd);return -1;}//启动监听if(listen(listenfd,SOMAXCONN)==-1){cout << "listen error." << endl;close(listenfd);return -1;}epoll_event events[MAX_EVENT_NUMBER];//创建epollfdint epollfd = epoll_create(1);if(epollfd == -1){cout << "create epollfd error." << endl;close(listenfd);return -1;}addfd(epollfd, listenfd, true);while(true){       int ret = epoll_wait(epollfd, events, MAX_EVENT_NUMBER, -1);if(ret < 0){//被信号中断if(errno == EINTR) continue;//出错,退出printf("epoll failed\n");break;}//lt_handle(events, ret, epollfd, listenfd);et_handle(events, ret, epollfd, listenfd);      }close(listenfd);return 0;
}

客户端：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/shm.h>#define MYPORT  8080
#define BUFFER_SIZE 1024int main()
{///定义sockfdint sock_cli = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0);///定义sockaddr_instruct sockaddr_in servaddr;memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));servaddr.sin_family = AF_INET;servaddr.sin_port = htons(MYPORT);  ///服务器端口servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");  ///服务器ip///连接服务器，成功返回0，错误返回-1if (connect(sock_cli, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0){perror("connect");exit(1);}char sendbuf[BUFFER_SIZE];char recvbuf[BUFFER_SIZE];while (fgets(sendbuf, sizeof(sendbuf), stdin) != NULL){send(sock_cli, sendbuf, strlen(sendbuf),0); ///发送if(strcmp(sendbuf,"exit\n")==0)break;recv(sock_cli, recvbuf, sizeof(recvbuf),0); ///接收fputs(recvbuf, stdout);memset(sendbuf, 0, sizeof(sendbuf));memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));}close(sock_cli);return 0;
}