Linux网络编程 五种I/O 模式及select、epoll方法的理解
近期一次面試機會讓我覺得有很多地方理解可能不到位,翻翻谷歌的資料加深對一些技術的理解
五種I/O 模式:
【1】 阻塞 I/O (Linux下的I/O操作默認是阻塞I/O,即open和socket創(chuàng)建的I/O都是阻塞I/O)
【2】 非阻塞 I/O (可以通過fcntl或者open時使用O_NONBLOCK參數(shù),將fd設置為非阻塞的I/O)
【3】 I/O 多路復用 (I/O多路復用,通常需要非阻塞I/O配合使用)
【4】 信號驅(qū)動 I/O (SIGIO)
【5】 異步 I/O
一般來說,程序進行輸入操作有兩步:
1.等待有數(shù)據(jù)可以讀
2.將數(shù)據(jù)從系統(tǒng)內(nèi)核中拷貝到程序的數(shù)據(jù)區(qū)。
對于sock編程來說:
第一步: 一般來說是等待數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡上傳到本地。當數(shù)據(jù)包到達的時候,數(shù)據(jù)將會從網(wǎng)絡層拷貝到內(nèi)核的緩存中;
第二步: 是從內(nèi)核中把數(shù)據(jù)拷貝到程序的數(shù)據(jù)區(qū)中。
阻塞I/O模式 //進程處于阻塞模式時,讓出CPU,進入休眠狀態(tài)
阻塞 I/O 模式是最普遍使用的 I/O 模式。是Linux系統(tǒng)下缺省的IO模式。
大部分程序使用的都是阻塞模式的 I/O 。
一個套接字建立后所處于的模式就是阻塞 I/O 模式。(因為Linux系統(tǒng)默認的IO模式是阻塞模式)
對于一個 UDP 套接字來說,數(shù)據(jù)就緒的標志比較簡單:
(1)已經(jīng)收到了一整個數(shù)據(jù)報
(2)沒有收到。
而 TCP 這個概念就比較復雜,需要附加一些其他的變量。
一個進程調(diào)用 recvfrom ,然后系統(tǒng)調(diào)用并不返回知道有數(shù)據(jù)報到達本地系統(tǒng),然后系統(tǒng)將數(shù)據(jù)拷貝到進程的緩存中。 (如果系統(tǒng)調(diào)用收到一個中斷信號,則它的調(diào)用會被中斷)
我們稱這個進程在調(diào)用recvfrom一直到從recvfrom返回這段時間是阻塞的。當recvfrom正常返回時,我們的進程繼續(xù)它的操作。
非阻塞模式I/O //非阻塞模式的使用并不普遍,因為非阻塞模式會浪費大量的CPU資源。
當我們將一個套接字設置為非阻塞模式,我們相當于告訴了系統(tǒng)內(nèi)核: “當我請求的I/O 操作不能夠馬上完成,你想讓我的進程進行休眠等待的時候,不要這么做,請馬上返回一個錯誤給我。”
我們開始對 recvfrom 的三次調(diào)用,因為系統(tǒng)還沒有接收到網(wǎng)絡數(shù)據(jù),所以內(nèi)核馬上返回一個 EWOULDBLOCK的錯誤。
第四次我們調(diào)用 recvfrom 函數(shù),一個數(shù)據(jù)報已經(jīng)到達了,內(nèi)核將它拷貝到我們的應用程序的緩沖區(qū)中,然后 recvfrom 正常返回,我們就可以對接收到的數(shù)據(jù)進行處理了。
當一個應用程序使用了非阻塞模式的套接字,它需要使用一個循環(huán)來不聽的測試是否一個文件描述符有數(shù)據(jù)可讀(稱做 polling(輪詢))。應用程序不停的 polling 內(nèi)核來檢查是否 I/O操作已經(jīng)就緒。這將是一個極浪費 CPU資源的操作。這種模式使用中不是很普遍。
例如:
對管道的操作,最好使用非阻塞方式!
I/O多路復用 //針對批量IP操作時,使用I/O多路復用,非常有好。
在使用 I/O 多路技術的時候,我們調(diào)用 select()函數(shù)和 poll()函數(shù)或epoll函數(shù)(2.6內(nèi)核開始支持),在調(diào)用它們的時候阻塞,而不是我們來調(diào)用 recvfrom(或recv)的時候阻塞。
當我們調(diào)用 select函數(shù)阻塞的時候,select 函數(shù)等待數(shù)據(jù)報套接字進入讀就緒狀態(tài)。當select函數(shù)返回的時候, 也就是套接字可以讀取數(shù)據(jù)的時候。 這時候我們就可以調(diào)用 recvfrom函數(shù)來將數(shù)據(jù)拷貝到我們的程序緩沖區(qū)中。
對于單個I/O操作,和阻塞模式相比較,select()和poll()或epoll并沒有什么高級的地方。
而且,在阻塞模式下只需要調(diào)用一個函數(shù):
讀取或發(fā)送函數(shù)。
在使用了多路復用技術后,我們需要調(diào)用兩個函數(shù)了:
先調(diào)用 select()函數(shù)或poll()函數(shù),然后才能進行真正的讀寫。
多路復用的高級之處在于::
它能同時等待多個文件描述符,而這些文件描述符(套接字描述符)其中的任意一個進入讀就緒狀態(tài),select()函數(shù)就可以返回。
IO 多路技術一般在下面這些情況中被使用:
1、當一個客戶端需要同時處理多個文件描述符的輸入輸出操作的時候(一般來說是標準的輸入輸出和網(wǎng)絡套接字),I/O 多路復用技術將會有機會得到使用。
2、當程序需要同時進行多個套接字的操作的時候。
3、如果一個 TCP 服務器程序同時處理正在偵聽網(wǎng)絡連接的套接字和已經(jīng)連接好的套接字。
4、如果一個服務器程序同時使用 TCP 和 UDP 協(xié)議。
5、如果一個服務器同時使用多種服務并且每種服務可能使用不同的協(xié)議(比如 inetd就是這樣的)。
異步IO模式有::
1、信號驅(qū)動I/O模式
2、異步I/O模式
信號驅(qū)動I/O模式 //自己沒有用過。
我們可以使用信號,讓內(nèi)核在文件描述符就緒的時候使用 SIGIO 信號來通知我們。我們將這種模式稱為信號驅(qū)動 I/O 模式。
為了在一個套接字上使用信號驅(qū)動 I/O 操作,下面這三步是所必須的。
(1)一個和 SIGIO信號的處理函數(shù)必須設定。
(2)套接字的擁有者必須被設定。一般來說是使用 fcntl 函數(shù)的 F_SETOWN 參數(shù)來
進行設定擁有者。
(3)套接字必須被允許使用異步 I/O。一般是通過調(diào)用 fcntl 函數(shù)的 F_SETFL 命令,O_ASYNC為參數(shù)來實現(xiàn)。
雖然設定套接字為異步 I/O 非常簡單,但是使用起來困難的部分是怎樣在程序中斷定產(chǎn)生 SIGIO信號發(fā)送給套接字屬主的時候,程序處在什么狀態(tài)。
1.UDP 套接字的 SIGIO 信號 (比較簡單)
在 UDP 協(xié)議上使用異步 I/O 非常簡單.這個信號將會在這個時候產(chǎn)生:
1、套接字收到了一個數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)包。
2、套接字發(fā)生了異步錯誤。
當我們在使用 UDP 套接字異步 I/O 的時候,我們使用 recvfrom()函數(shù)來讀取數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)或是異步 I/O 錯誤信息。
2.TCP 套接字的 SIGIO 信號 (不會使用)
不幸的是,異步 I/O 幾乎對 TCP 套接字而言沒有什么作用。因為對于一個 TCP 套接字來說,SIGIO 信號發(fā)生的幾率太高了,所以 SIGIO 信號并不能告訴我們究竟發(fā)生了什么事情。
在 TCP 連接中, SIGIO 信號將會在這個時候產(chǎn)生:
l 在一個監(jiān)聽某個端口的套接字上成功的建立了一個新連接。
l 一個斷線的請求被成功的初始化。
l 一個斷線的請求成功的結束。
l 套接字的某一個通道(發(fā)送通道或是接收通道)被關閉。
l 套接字接收到新數(shù)據(jù)。
l 套接字將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
l 發(fā)生了一個異步 I/O 的錯誤。
一個對信號驅(qū)動 I/O 比較實用的方面是 NTP(網(wǎng)絡時間協(xié)議 Network Time Protocol)服務器,它使用 UDP。這個服務器的主循環(huán)用來接收從客戶端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)包,然后再發(fā)送請求。對于這個服務器來說,記錄下收到每一個數(shù)據(jù)包的具體時間是很重要的。
因為那將是返回給客戶端的值,客戶端要使用這個數(shù)據(jù)來計算數(shù)據(jù)報在網(wǎng)絡上來回所花費的時間。圖 6-8 表示了怎樣建立這樣的一個 UDP 服務器。
異步I/O模式 //比如寫操作,只需用寫,不一定寫入磁盤(這就是異步I/O)的好處。異步IO的好處效率高。
當我們運行在異步 I/O 模式下時,我們?nèi)绻脒M行 I/O 操作,只需要告訴內(nèi)核我們要進行 I/O 操作,然后內(nèi)核會馬上返回。具體的 I/O 和數(shù)據(jù)的拷貝全部由內(nèi)核來完成,我們的程序可以繼續(xù)向下執(zhí)行。當內(nèi)核完成所有的 I/O 操作和數(shù)據(jù)拷貝后,內(nèi)核將通知我們的程序。
異步 I/O 和 信號驅(qū)動I/O的區(qū)別是:
1、信號驅(qū)動 I/O 模式下,內(nèi)核在操作可以被操作的時候通知給我們的應用程序發(fā)送SIGIO 消息。
2、異步 I/O 模式下,內(nèi)核在所有的操作都已經(jīng)被內(nèi)核操作結束之后才會通知我們的應用程序。
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=================EPOLL 模型===============================================
Epoll模型詳解
Linux 2.6內(nèi)核中提高網(wǎng)絡I/O性能的新方法-epoll I/O多路復用技術在比較多的TCP網(wǎng)絡服務器中有使用,即比較多的用到select函數(shù)。
1、為什么select落后
首先,在Linux內(nèi)核中,select所用到的FD_SET是有限的,即內(nèi)核中有個參數(shù)__FD_SETSIZE定義了每個FD_SET的句柄個數(shù),在 我用的2.6.15-25-386內(nèi)核中,該值是1024,搜索內(nèi)核源代碼得到:
include/linux/posix_types.h:
#define __FD_SETSIZE 1024
也就是說,如果想要同時檢測1025個句柄的可讀狀態(tài)是不可能用select實現(xiàn)的。或者 同時檢測1025個句柄的可寫狀態(tài)也是不可能的。其次,內(nèi)核中實現(xiàn) select是用輪詢方法,即每次檢測都會遍歷所有FD_SET中的句柄,顯然,select函數(shù)執(zhí)行時間與FD_SET中的句柄個數(shù)有一個比例關系,即 select要檢測的句柄數(shù)越多就會越費時。當然,在前文中我并沒有提及poll方法,事實上用select的朋友一定也試過poll,我個人覺得 select和poll大同小異,個人偏好于用select而已。
2、內(nèi)核中提高I/O性能的新方法epoll
epoll是什么?按照man手冊的說法:是為處理大批量句柄而作了改進的poll。要使用epoll只需要這三個系統(tǒng)調(diào) 用:epoll_create(2), epoll_ctl(2), epoll_wait(2)。
當然,這不是2.6內(nèi)核才有的,它是在 2.5.44內(nèi)核中被引進的(epoll(4) is a new API introduced in Linux kernel 2.5.44)
Linux2.6 內(nèi)核epoll介紹
先介紹2本書《The Linux Networking Architecture–Design and Implementation of Network Protocols in the Linux Kernel》,以2.4內(nèi)核講解Linux TCP/IP實現(xiàn),相當不錯.作為一個現(xiàn)實世界中的實現(xiàn),很多時候你必須作很多權衡,這時候參考一個久經(jīng)考驗的系統(tǒng)更有實際意義。舉個例子,linux內(nèi) 核中sk_buff結構為了追求速度和安全,犧牲了部分內(nèi)存,所以在發(fā)送TCP包的時候,無論應用層數(shù)據(jù)多大,sk_buff最小也有272的字節(jié).其實 對于socket應用層程序來說,另外一本書《UNIX Network Programming Volume 1》意義更大一點.2003年的時候,這本書出了最新的第3版本,不過主要還是修訂第2版本。其中第6章《I/O Multiplexing》是最重要的。Stevens給出了網(wǎng)絡IO的基本模型。在這里最重要的莫過于select模型和Asynchronous I/O模型.從理論上說,AIO似乎是最高效的,你的IO操作可以立即返回,然后等待os告訴你IO操作完成。但是一直以來,如何實現(xiàn)就沒有一個完美的方 案。最著名的windows完成端口實現(xiàn)的AIO,實際上也是內(nèi)部用線程池實現(xiàn)的罷了,最后的結果是IO有個線程池,你應用也需要一個線程池…… 很多文檔其實已經(jīng)指出了這帶來的線程context-switch帶來的代價。在linux 平臺上,關于網(wǎng)絡AIO一直是改動最多的地方,2.4的年代就有很多AIO內(nèi)核patch,最著名的應該算是SGI那個。但是一直到2.6內(nèi)核發(fā)布,網(wǎng)絡 模塊的AIO一直沒有進入穩(wěn)定內(nèi)核版本(大部分都是使用用戶線程模擬方法,在使用了NPTL的linux上面其實和windows的完成端口基本上差不多 了)。2.6內(nèi)核所支持的AIO特指磁盤的AIO—支持io_submit(),io_getevents()以及對Direct IO的支持(就是繞過VFS系統(tǒng)buffer直接寫硬盤,對于流服務器在內(nèi)存平穩(wěn)性上有相當幫助)。
所以,剩下的select模型基本上就是我們在linux上面的唯一選擇,其實,如果加上no-block socket的配置,可以完成一個”偽”AIO的實現(xiàn),只不過推動力在于你而不是os而已。不過傳統(tǒng)的select/poll函數(shù)有著一些無法忍受的缺 點,所以改進一直是2.4-2.5開發(fā)版本內(nèi)核的任務,包括/dev/poll,realtime signal等等。最終,Davide Libenzi開發(fā)的epoll進入2.6內(nèi)核成為正式的解決方案
3、epoll的優(yōu)點
<1>支持一個進程打開大數(shù) 目的socket描述符(FD)
select 最不能忍受的是一個進程所打開的FD是有一定限制的,由FD_SETSIZE設置,默認值是2048。對于那些需要支持的上萬連接數(shù)目的IM服務器來說顯 然太少了。這時候你一是可以選擇修改這個宏然后重新編譯內(nèi)核,不過資料也同時指出這樣會帶來網(wǎng)絡效率的下降,二是可以選擇多進程的解決方案(傳統(tǒng)的 Apache方案),不過雖然linux上面創(chuàng)建進程的代價比較小,但仍舊是不可忽視的,加上進程間數(shù)據(jù)同步遠比不上線程間同步的高效,所以也不是一種完 美的方案。不過 epoll則沒有這個限制,它所支持的FD上限是最大可以打開文件的數(shù)目,這個數(shù)字一般遠大于2048,舉個例子,在1GB內(nèi)存的機器上大約是10萬左 右,具體數(shù)目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看,一般來說這個數(shù)目和系統(tǒng)內(nèi)存關系很大。
<2>IO 效率不隨FD數(shù)目增加而線性下降
傳統(tǒng)的select/poll另一個致命弱點就是當你擁有一個很大的socket集合,不過由于網(wǎng)絡延時,任一時間只有部分的socket是”活躍”的, 但是select/poll每次調(diào)用都會線性掃描全部的集合,導致效率呈現(xiàn)線性下降。但是epoll不存在這個問題,它只會對”活躍”的socket進行 操作—這是因為在內(nèi)核實現(xiàn)中epoll是根據(jù)每個fd上面的callback函數(shù)實現(xiàn)的。那么,只有”活躍”的socket才會主動的去調(diào)用 callback函數(shù),其他idle狀態(tài)socket則不會,在這點上,epoll實現(xiàn)了一個”偽”AIO,因為這時候推動力在os內(nèi)核。在一些 benchmark中,如果所有的socket基本上都是活躍的—比如一個高速LAN環(huán)境,epoll并不比select/poll有什么效率,相 反,如果過多使用epoll_ctl,效率相比還有稍微的下降。但是一旦使用idle connections模擬WAN環(huán)境,epoll的效率就遠在select/poll之上了。
<3>使用mmap加速內(nèi)核 與用戶空間的消息傳遞。
這點實際上涉及到epoll的具體實現(xiàn)了。無論是select,poll還是epoll都需要內(nèi)核把FD消息通知給用戶空間,如何避免不必要的內(nèi)存拷貝就 很重要,在這點上,epoll是通過內(nèi)核于用戶空間mmap同一塊內(nèi)存實現(xiàn)的。而如果你想我一樣從2.5內(nèi)核就關注epoll的話,一定不會忘記手工 mmap這一步的。
<4>內(nèi)核微調(diào)
這一點其實不算epoll的優(yōu)點了,而是整個linux平臺的優(yōu)點。也許你可以懷疑 linux平臺,但是你無法回避linux平臺賦予你微調(diào)內(nèi)核的能力。比如,內(nèi)核TCP/IP協(xié)議棧使用內(nèi)存池管理sk_buff結構,那么可以在運行時 期動態(tài)調(diào)整這個內(nèi)存pool(skb_head_pool)的大小— 通過echo XXXX>/proc/sys/net/core/hot_list_length完成。再比如listen函數(shù)的第2個參數(shù)(TCP完成3次握手 的數(shù)據(jù)包隊列長度),也可以根據(jù)你平臺內(nèi)存大小動態(tài)調(diào)整。更甚至在一個數(shù)據(jù)包面數(shù)目巨大但同時每個數(shù)據(jù)包本身大小卻很小的特殊系統(tǒng)上嘗試最新的NAPI網(wǎng) 卡驅(qū)動架構。
4、epoll的工作模式
令人高興的是,2.6內(nèi)核的epoll比其2.5開發(fā)版本的/dev/epoll簡潔了許多,所以,大部分情況下,強大的東西往往是簡單的。唯一有點麻煩 是epoll有2種工作方式:LT和ET。
LT(level triggered)是缺省的工作方式,并且同時支持block和no-block socket.在這種做法中,內(nèi)核告訴你一個文件描述符是否就緒了,然后你可以對這個就緒的fd進行IO操作。如果你不作任何操作,內(nèi)核還是會繼續(xù)通知你 的,所以,這種模式編程出錯誤可能性要小一點。傳統(tǒng)的select/poll都是這種模型的代表.
ET (edge-triggered)是高速工作方式,只支持no-block socket。在這種模式下,當描述符從未就緒變?yōu)榫途w時,內(nèi)核通過epoll告訴你。然后它會假設你知道文件描述符已經(jīng)就緒,并且不會再為那個文件描述 符發(fā)送更多的就緒通知,直到你做了某些操作導致那個文件描述符不再為就緒狀態(tài)了(比如,你在發(fā)送,接收或者接收請求,或者發(fā)送接收的數(shù)據(jù)少于一定量時導致 了一個EWOULDBLOCK 錯誤)。但是請注意,如果一直不對這個fd作IO操作(從而導致它再次變成未就緒),內(nèi)核不會發(fā)送更多的通知(only once),不過在TCP協(xié)議中,ET模式的加速效用仍需要更多的benchmark確認。
epoll只有epoll_create,epoll_ctl,epoll_wait 3個系統(tǒng)調(diào)用,具體用法請參考http://www.xmailserver.org/linux-patches/nio-improve.html ,在http://www.kegel.com/rn/也有一個完整的例子,大家一看就知道如何使用了
Leader/follower模式線程 pool實現(xiàn),以及和epoll的配合。
5、 epoll的使用方法
首先通過create_epoll(int maxfds)來創(chuàng)建一個epoll的句柄,其中maxfds為你epoll所支持的最大句柄數(shù)。這個函數(shù)會返回一個新的epoll句柄,之后的所有操作 將通過這個句柄來進行操作。在用完之后,記得用close()來關閉這個創(chuàng)建出來的epoll句柄。之后在你的網(wǎng)絡主循環(huán)里面,每一幀的調(diào)用 epoll_wait(int epfd, epoll_event events, int max events, int timeout)來查詢所有的網(wǎng)絡接口,看哪一個可以讀,哪一個可以寫了。基本的語法為:
nfds = epoll_wait(kdpfd, events, maxevents, -1);
其中kdpfd為用epoll_create創(chuàng)建之后的句柄,events是一個 epoll_event*的指針,當epoll_wait這個函數(shù)操作成功之后,epoll_events里面將儲存所有的讀寫事件。 max_events是當前需要監(jiān)聽的所有socket句柄數(shù)。最后一個timeout是 epoll_wait的超時,為0的時候表示馬上返回,為-1的時候表示一直等下去,直到有事件范圍,為任意正整數(shù)的時候表示等這么長的時間,如果一直沒 有事件,則范圍。一般如果網(wǎng)絡主循環(huán)是單獨的線程的話,可以用-1來等,這樣可以保證一些效率,如果是和主邏輯在同一個線程的話,則可以用0來保證主循環(huán) 的效率。
Epoll模型主要負責對大量并發(fā)用戶的請求進行及時處理,完成服務器與客戶端的數(shù)據(jù)交互。其具體的實現(xiàn)步驟如下:
(a) 使用epoll_create()函數(shù)創(chuàng)建文件描述,設定將可管理的最大socket描述符數(shù)目。
(b) 創(chuàng)建與epoll關聯(lián)的接收線程,應用程序可以創(chuàng)建多個接收線程來處理epoll上的讀通知事件,線程的數(shù)量依賴于程序的具體需要。
(c) 創(chuàng)建一個偵聽socket描述符ListenSock;將該描述符設定為非阻塞模式,調(diào)用Listen()函數(shù)在套接字上偵聽有無新的連接請求,在 epoll_event結構中設置要處理的事件類型EPOLLIN,工作方式為 epoll_ET,以提高工作效率,同時使用epoll_ctl()注冊事件,最后啟動網(wǎng)絡監(jiān)視線程。
(d) 網(wǎng)絡監(jiān)視線程啟動循環(huán),epoll_wait()等待epoll事件發(fā)生。
(e) 如果epoll事件表明有新的連接請求,則調(diào)用accept()函數(shù),將用戶socket描述符添加到epoll_data聯(lián)合體,同時設定該描述符為非 阻塞,并在epoll_event結構中設置要處理的事件類型為讀和寫,工作方式為epoll_ET.
(f) 如果epoll事件表明socket描述符上有數(shù)據(jù)可讀,則將該socket描述符加入可讀隊列,通知接收線程讀入數(shù)據(jù),并將接收到的數(shù)據(jù)放入到接收數(shù)據(jù) 的鏈表中,經(jīng)邏輯處理后,將反饋的數(shù)據(jù)包放入到發(fā)送數(shù)據(jù)鏈表中,等待由發(fā)送線程發(fā)送。
C++語言: epoll使用方法101 //epoll_wait范圍之后應該是一個循環(huán),遍利所有的事件:
02 for (n = 0; n < nfds; ++n)
03 {
04 if (events[n].data.fd == listener)
05 {//如果是主socket的事件的話,則表示有新連接進入了,進行新連接的處理。
06 client = accept (listener, (struct sockaddr *) &local, &addrlen);
07 if (client < 0)
08 {
09 perror ("accept");
10 continue;
11 }
12 setnonblocking (client); // 將新連接置于非阻塞模式
13 ev.events = EPOLLIN | EPOLLET; // 并且將新連接也加入EPOLL的監(jiān)聽隊列。
14 //注意,這里的參數(shù)EPOLLIN | EPOLLET并沒有設置對寫socket的監(jiān)聽,
15 //如果有寫操作的話,這個時候epoll是不會返回事件的,
16 //如果要對寫操作也監(jiān)聽的話,應該是EPOLLIN | EPOLLOUT | EPOLLET
17 ev.data.fd = client;
18 if (epoll_ctl (kdpfd, EPOLL_CTL_ADD, client, &ev) < 0)
19 {
20 /*
21 設置好event之后,將這個新的event通過epoll_ctl加入到epoll的監(jiān)聽隊列里面,
22 這里用EPOLL_CTL_ADD來加一個新的epoll事件,通過EPOLL_CTL_DEL來減少一個epoll事件,通
23 過EPOLL_CTL_MOD來改變一個事件的監(jiān)聽方式.
24 */
25 fprintf (stderr, "epoll set insertion error: fd=%d", client);
26 return -1;
27 }
28 }
29 else // 如果不是主socket的事件的話,則代表是一個用戶socket的事件,
30 do_use_fd (events[n].data.fd); //則來處理這個用戶socket的事情,比如說read(fd,xxx)之類的,或者一些其他的處理。
31 }
對,epoll的操作就這么簡單,總共不過4個 API:epoll_create, epoll_ctl, epoll_wait和close。
如果您對epoll的效率還不太了解,請參考我 之前關于網(wǎng)絡游戲的網(wǎng)絡編程等相關的文章。
以前公司的服務器都是使用HTTP連接,但是這樣的話,在手機目前的網(wǎng)絡情況下不但顯得速度較慢,而且不穩(wěn)定。因此大家一致同意用 SOCKET來進行連接。雖然使用SOCKET之后,對于用戶的費用可能會增加(由于是用了CMNET而非CMWAP),但是,秉著用戶體驗至上的原則, 相信大家還是能夠接受的(希望那些玩家月末收到帳單不后能夠保持克制...)。
這次的服務器設計中,最重要的一個突破,是使用了EPOLL模型, 雖然對之也是一知半解,但是既然在各大PC網(wǎng)游中已經(jīng)經(jīng)過了如此嚴酷的考驗,相信他不會讓我們失望,使用后的結果,確實也是表現(xiàn)相當不錯。在這里,我還是 主要大致介紹一下這個模型的結構。
6、Linux下EPOll編程實例
EPOLL模型似乎只有一種格式,所以大家只要參考我下面的代碼, 就能夠?qū)POLL有所了解了,代碼的解釋都已經(jīng)在注釋中:
C++語言: Codee#1176301 while (TRUE)
02 {
03 int nfds = epoll_wait (m_epoll_fd, m_events, MAX_EVENTS, EPOLL_TIME_OUT); //等待EPOLL時間的發(fā)生,相當于監(jiān)聽,
04 //至于相關的端口,需要在初始化EPOLL的時候綁定。
05 if (nfds <= 0)
06 continue;
07 m_bOnTimeChecking = FALSE;
08 G_CurTime = time (NULL);
09 for (int i = 0; i < nfds; i++)
10 {
11 try
12 {
13 if (m_events[i].data.fd == m_listen_http_fd) //如果新監(jiān)測到一個HTTP用戶連接到綁定的HTTP端口,
14 //建立新的連接。由于我們新采用了SOCKET連接,所以基本沒用。
15 {
16 OnAcceptHttpEpoll ();
17 }
18 else if (m_events[i].data.fd == m_listen_sock_fd) //如果新監(jiān)測到一個SOCKET用戶連接到了綁定的SOCKET端口,
19 //建立新的連接。
20 {
21 OnAcceptSockEpoll ();
22 }
23 else if (m_events[i].events & EPOLLIN) //如果是已經(jīng)連接的用戶,并且收到數(shù)據(jù),那么進行讀入。
24 {
25 OnReadEpoll (i);
26 }
27
28 OnWriteEpoll (i); //查看當前的活動連接是否有需要寫出的數(shù)據(jù)。
29 }
30 catch (int)
31 {
32 PRINTF ("CATCH捕獲錯誤\n");
33 continue;
34 }
35 }
36 m_bOnTimeChecking = TRUE;
37 OnTimer (); //進行一些定時的操作,主要就是刪除一些短線用戶等。
38 }
epoll優(yōu)勢 <1>支持一個進程打開大數(shù) 目的socket描述符(FD)
<2>IO 效率不隨FD數(shù)目增加而線性下降
<3>使用mmap加速內(nèi)核 與用戶空間的消息傳遞。
<4>內(nèi)核微調(diào)
工作模式 LT ET 在通知次數(shù)上區(qū)別(重復直到IO操作/只通知一次)
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的Linux网络编程 五种I/O 模式及select、epoll方法的理解的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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