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C++中IO多路復(fù)用(select、poll、epoll)的實(shí)現(xiàn)

 更新時(shí)間:2024年03月31日 15:40:50   作者:是板栗啊  
I/O多路復(fù)用是一種并發(fā)處理多個(gè)I/O操作的機(jī)制,本文主要介紹了C++中IO多路復(fù)用(select、poll、epoll)的實(shí)現(xiàn),具有一定的參考價(jià)值,感興趣的可以了解一下

什么是IO多路復(fù)用

I/O多路復(fù)用(IO multiplexing)是一種并發(fā)處理多個(gè)I/O操作的機(jī)制。它允許一個(gè)進(jìn)程或線程同時(shí)監(jiān)聽多個(gè)文件描述符(如套接字、管道、標(biāo)準(zhǔn)輸入等)的I/O事件,并在有事件發(fā)生時(shí)進(jìn)行處理。

傳統(tǒng)的I/O模型中,通常使用阻塞I/O和非阻塞I/O來處理單個(gè)I/O操作。如果需要同時(shí)處理多個(gè)I/O操作,那么需要使用多個(gè)線程或多個(gè)進(jìn)程來管理和執(zhí)行這些I/O操作。這種方式會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)資源的浪費(fèi),且編程復(fù)雜度較高。

而I/O多路復(fù)用通過提供一個(gè)統(tǒng)一的接口,如selectpoll、epoll等,來同時(shí)監(jiān)聽多個(gè)文件描述符的I/O事件。它們會(huì)在任意一個(gè)文件描述符上有I/O事件發(fā)生時(shí)立即返回,并告知應(yīng)用程序哪些文件描述符有事件發(fā)生。應(yīng)用程序可以根據(jù)返回的結(jié)果來針對有事件發(fā)生的文件描述符進(jìn)行讀取、寫入或其他操作。

I/O多路復(fù)用的優(yōu)點(diǎn)包括:

  • 單個(gè)進(jìn)程或線程可以同時(shí)處理多個(gè)I/O操作,提高了系統(tǒng)的并發(fā)性。
  • 避免了大量的進(jìn)程或線程切換,節(jié)約了系統(tǒng)資源
  • 使用較少的線程或進(jìn)程,簡化了編程模型和維護(hù)工作。

IO多路復(fù)用的方式簡介

主要的 I/O 多路復(fù)用方式有以下幾種:

  • selectselect 是最早的一種 I/O 多路復(fù)用方式,可以同時(shí)監(jiān)聽多個(gè)文件描述符的可讀、可寫和異常事件。通過在調(diào)用 select 時(shí)傳遞關(guān)注的文件描述符集合,及時(shí)返回有事件發(fā)生的文件描述符,然后應(yīng)用程序可以對這些文件描述符進(jìn)行讀寫操作。

  • pollpoll 是 select 的一種改進(jìn)版,也能夠同時(shí)監(jiān)聽多個(gè)文件描述符的可讀、可寫和異常事件。通過調(diào)用 poll 時(shí)傳遞關(guān)注的文件描述符數(shù)組,返回有事件發(fā)生的文件描述符,應(yīng)用程序執(zhí)行對應(yīng)的讀寫操作。

  • epollepoll 是 Linux 特有的一種 I/O 多路復(fù)用機(jī)制,相較于 select 和 poll 具有更高的性能,適用于高并發(fā)環(huán)境。epoll 使用了回調(diào)機(jī)制來通知應(yīng)用程序文件描述符上的事件發(fā)生,并且支持水平觸發(fā)(LT,level triggered)和邊緣觸發(fā)(ET,edge triggered)兩種模式。

select方式

select 是一種 I/O 多路復(fù)用的機(jī)制,用于同時(shí)監(jiān)聽多個(gè)文件描述符的可讀、可寫和異常事件。它是最早的一種實(shí)現(xiàn),適用于多平臺(tái)。select幾乎在所有的操作系統(tǒng)上都可用,并且擁有相似的接口和語義。這使得應(yīng)用程序在多個(gè)平臺(tái)上能夠以相似的方式使用 select。

select運(yùn)行原理

select 函數(shù)在阻塞過程中,主要依賴于一個(gè)名為 fd_set 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表示文件描述符集合。通過向 select 函數(shù)傳遞待檢測的 fd_set 集合,可以指定需要檢測哪些文件描述符。fd_set 結(jié)構(gòu)一般是通過使用宏函數(shù)以及相關(guān)操作進(jìn)行初始化和處理。

fd_set 結(jié)構(gòu)可以用于傳遞三種不同類型的文件描述符集合,包括讀緩沖區(qū)、寫緩沖區(qū)和異常狀態(tài)。通過將文件描述符放入相應(yīng)的集合中,程序員可以選擇性地檢查特定類型的事件或操作。通過使用傳出變量,程序員可以獲取與就緒狀態(tài)對應(yīng)的文件描述符集合,并相應(yīng)地處理與就緒內(nèi)容相關(guān)的操作。

下面兩張圖展示了select函數(shù)在運(yùn)行時(shí)的邏輯(讀緩沖區(qū)為例)

select函數(shù)使用方法

select函數(shù)原型如下:

int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
                  fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
  • nfds:需要監(jiān)視的最大文件描述符加1,即待監(jiān)視的文件描述符的最大值加1。
  • readfds:可讀性檢查的文件描述符集合。
  • writefds:可寫性檢查的文件描述符集合。
  • exceptfds:異常條件的文件描述符集合。
  • timeout:最長等待時(shí)間,也可以設(shè)置為 NULL,表示一直阻塞直到有事件發(fā)生。

函數(shù)返回值如下:

  • 大于 0:返回值為有事件發(fā)生的文件描述符的總數(shù)。
  • 0:表示超時(shí),沒有事件發(fā)生。
  • -1:出錯(cuò),可以通過查看全局變量 errno 來獲取錯(cuò)誤碼。

一些值得注意的小細(xì)節(jié):

  • nfds 的值必須是所有待監(jiān)視文件描述符中最大的值加1。
  • 在某些平臺(tái)上,select 的文件描述符集大小有可能有限制。
  • 調(diào)用 select 會(huì)阻塞等待,直到有事件發(fā)生,這會(huì)導(dǎo)致效率問題。
  • 在多個(gè)線程中使用 select 可能需要使用互斥鎖來保護(hù)傳遞的文件描述符集。

操作fd_set的API:

       void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
       int  FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
       void FD_SET(int fd, fd_set *set);
       void FD_ZERO(fd_set *set);

1. FD_ZERO(fd_set *set):清空指定的文件描述符集合 set,將其所有位都置為0。

2. FD_SET(int fd, fd_set *set):將指定的文件描述符 fd 添加到文件描述符集合 set 中,相應(yīng)的位將被置為1。

3. FD_CLR(int fd, fd_set *set):將指定的文件描述符 fd 從文件描述符集合 set 中移除,相應(yīng)的位將被清零(置為0)。

4. FD_ISSET(int fd, fd_set *set):檢查指定的文件描述符 fd 是否在文件描述符集合 set 中,如果存在,則返回非零值(true);否則,返回零值(false)。

實(shí)例

下面是一個(gè)利用select實(shí)現(xiàn)的客戶端與服務(wù)器端相互傳輸?shù)暮唵问纠?/p>

服務(wù)器端:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <iostream>

using namespace std;

int main() // 基于多路復(fù)用select函數(shù)實(shí)現(xiàn)的并行服務(wù)器
{
    // 1 創(chuàng)建監(jiān)聽的fd
    int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    // 2 綁定
    struct sockaddr_in addr; // struct sockaddr_in是用于表示IPv4地址的結(jié)構(gòu)體,它是基于struct sockaddr的擴(kuò)展。
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(9997);
    addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    bind(lfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));

    // 3 設(shè)置監(jiān)聽
    listen(lfd, 128);

    // 將監(jiān)聽的fd的狀態(tài)交給內(nèi)核檢測
    int maxfd = lfd;
    // 初始化檢測的讀集合
    fd_set rdset;
    fd_set rdtemp;
    // 清零
    FD_ZERO(&rdset);
    // 將監(jiān)聽的lfd設(shè)置到集合當(dāng)中
    FD_SET(lfd, &rdset);

    // 通過select委托內(nèi)核檢測讀集合中的文件描述符狀態(tài), 檢測read緩沖區(qū)有沒有數(shù)據(jù)
    // 如果有數(shù)據(jù), select解除阻塞返回
    while (1)
    {

        rdtemp = rdset;
        int num = select(maxfd + 1, &rdtemp, NULL, NULL, NULL);

        // 判斷連接請求還在不在里面,如果在,則運(yùn)行accept
        if (FD_ISSET(lfd, &rdtemp))
        {
            struct sockaddr_in cliaddr;
            int cliaddrLen = sizeof(cliaddr);
            int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, (socklen_t *)&cliaddrLen);

            // 得到了有效的客戶端文件描述符,將這個(gè)文件描述符放入讀集合當(dāng)中,并更新最大值
            FD_SET(cfd, &rdset);
            maxfd = cfd > maxfd ? cfd : maxfd;
        }

        // 如果沒有建立新的連接,那么就直接通信
        for (int i = 0; i < maxfd + 1; i++)
        {
            if (i != lfd && FD_ISSET(i, &rdtemp))
            {

                // 接收數(shù)據(jù),一次接收10個(gè)字節(jié),客戶端每次發(fā)送100個(gè)字節(jié),下一輪select檢測的時(shí)候, 內(nèi)核還會(huì)標(biāo)記這個(gè)文件描述符緩沖區(qū)有數(shù)據(jù) -> 再讀一次
                //  	循環(huán)會(huì)一直持續(xù), 知道緩沖區(qū)數(shù)據(jù)被讀完位置
                char buf[10] = {0};
                int len = read(i, buf, sizeof(buf));
                cout << "len=" <<len<< endl;

                if (len == 0) // 客戶端關(guān)閉了連接,,因?yàn)槿绻米x完,會(huì)在select過程中刪除
                {
                    printf("客戶端關(guān)閉了連接.....\n");
                    // 將該文件描述符從集合中刪除
                    FD_CLR(i, &rdset);
                    close(i);
                }
                else if (len > 0) // 收到了數(shù)據(jù)
                {
                    // 發(fā)送數(shù)據(jù)
                    if (len > 2)
                    {
                        write(i, buf, strlen(buf) + 1);
                        cout << "寫了一次" << endl;
                        sleep(0.1);
                    }
                }
                else
                {
                    // 異常
                    perror("read");
                    FD_CLR(i, &rdset);
                }
            }
        }
    }

    return 0;
}

客戶端:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <iostream>

using namespace std;


int main()  //網(wǎng)絡(luò)通信的客戶端
{
    // 1 創(chuàng)建用于通信的套接字
    int fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(fd==-1)
    {
        perror("socket");
        exit(0);
    }

    // 2 連接服務(wù)器
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family=AF_INET; //ipv4
    addr.sin_port=htons(9997);// 服務(wù)器監(jiān)聽的端口, 字節(jié)序應(yīng)該是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序
    inet_pton(AF_INET,"127.0.0.1",&addr.sin_addr.s_addr);
    int ret=connect(fd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
    if(ret==-1)
    {
        perror("connect");
        exit(0);
    }

    //通信
    while (1)
    {
        //讀數(shù)據(jù)
        char recvBuf[1024];
        //寫數(shù)據(jù)
        fgets(recvBuf,sizeof(recvBuf),stdin);
        write(fd,recvBuf,strlen(recvBuf)+1);
        int oriLen=strlen(recvBuf)-1;

        cout<<"strlen(recvBuf)="<<oriLen<<endl;
        
        int total_get=0;
        while (read(fd,recvBuf,sizeof(recvBuf)))
        {
            total_get+=10;
            cout<<"total_get="<<total_get<<"          strlen(recvBuf)="<<oriLen<<endl;
            printf("recv buf: %s\n", recvBuf);
            if (total_get>=oriLen)
            {
                cout<<"out"<<endl;
                break;
            }
            
            

        }
        
        
        sleep(1);
    }

    close(fd);

    return 0;
}

注意的點(diǎn)

在服務(wù)器端中,調(diào)用select函數(shù)時(shí),因?yàn)閟elect函數(shù)會(huì)將檢測的結(jié)果寫回fd_set,所以如果不做其他操作的話,寫回的數(shù)據(jù)會(huì)覆蓋掉最初的fd_set,造成錯(cuò)誤。所以我們在調(diào)用select函數(shù)之前可以將fd_set暫時(shí)先賦給一個(gè)臨時(shí)變量,如下:

fd_set rdset;
fd_set rdtemp;


rdtemp = rdset;
int num = select(maxfd + 1, &rdtemp, NULL, NULL, NULL);

代碼整體工程、在以上內(nèi)容中加入線程和線程池實(shí)現(xiàn)通信的版本可參考:GitHub - BanLi-Official/CppSelect

poll方式

poll方式運(yùn)行原理

poll 函數(shù)是一種 I/O 多路復(fù)用機(jī)制,類似于 select 函數(shù),但相比 select 更加高效和靈活。poll 通過輪詢方式,在用戶空間和內(nèi)核空間之間進(jìn)行交互。與 select 不同的是,poll 可以支持更大的文件描述符集合,且不會(huì)有文件描述符數(shù)量限制的問題。同時(shí)poll與select不同,select有跨平臺(tái)的特點(diǎn),而poll只能在Linux上使用。

poll函數(shù)使用方法

poll函數(shù)原型如下:

#include <poll.h>

struct pollfd
  {
    int fd;			/* File descriptor to poll.  */
    short int events;		/* Types of events poller cares about.  */
    short int revents;		/* Types of events that actually occurred.  */
  };


int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
  • fds一個(gè)指向 struct pollfd 結(jié)構(gòu)體數(shù)組的指針,用于指定待監(jiān)視的文件描述符及其感興趣的事件。每個(gè) struct pollfd 結(jié)構(gòu)包含一個(gè)文件描述符 fd 和一個(gè)短整型 events,用于指定關(guān)注的事件類型。revents 字段在 poll 返回時(shí)被內(nèi)核修改,用于指示發(fā)生的事件類型。

  • nfds:表示 fds 數(shù)組的大小,即待監(jiān)視的文件描述符數(shù)量。

  • timeout:指定阻塞等待的時(shí)間(以毫秒為單位)

poll 函數(shù)會(huì)阻塞,直到以下三種情況之一發(fā)生:

  • 有一個(gè)或多個(gè)文件描述符準(zhǔn)備好監(jiān)聽的事件。
  • 指定的超時(shí)時(shí)間到達(dá)。
  • 發(fā)生一個(gè)錯(cuò)誤。

函數(shù)返回值如下:

poll 函數(shù)返回一個(gè)正整數(shù)表示就緒的文件描述符數(shù)量,或者返回以下幾種特定的值:

  • 返回大于 0 的整數(shù):表示有文件描述符就緒的數(shù)量??梢酝ㄟ^遍歷監(jiān)視的文件描述符集合,檢查 revents 字段來確定哪些文件描述符具體就緒。
  • 返回 0:表示在無限等待模式下超時(shí),即指定的超時(shí)時(shí)間到達(dá),但沒有文件描述符就緒。
  • 返回 -1:表示發(fā)生錯(cuò)誤,可以使用 errno 變量獲取具體的錯(cuò)誤代碼。

值得注意的一些小細(xì)節(jié):

  poll 函數(shù)返回后,struct pollfd 結(jié)構(gòu)中的 revents 字段會(huì)被修改,以指示每個(gè)文件描述符發(fā)生的事件類型??梢酝ㄟ^遍歷 struct pollfd 數(shù)組,在 revents 字段中檢查位來判斷每個(gè)文件描述符的具體就緒事件。在處理 poll 的返回值時(shí),通常的做法是使用 if 或 switch 語句根據(jù)每個(gè)文件描述符的 revents 值來執(zhí)行相應(yīng)的操作,例如讀取數(shù)據(jù)、寫入數(shù)據(jù)、處理異常等。

實(shí)例

下面是一個(gè)利用poll實(shí)現(xiàn)的客戶端與服務(wù)器端相互傳輸?shù)暮唵问纠?/p>

服務(wù)器端:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <iostream>
#include <poll.h>

using namespace std;

int main() // 基于多路復(fù)用select函數(shù)實(shí)現(xiàn)的并行服務(wù)器
{
    // 1 創(chuàng)建監(jiān)聽的fd
    int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    // 2 綁定
    struct sockaddr_in addr; // struct sockaddr_in是用于表示IPv4地址的結(jié)構(gòu)體,它是基于struct sockaddr的擴(kuò)展。
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(9995);
    addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    bind(lfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));

    // 3 設(shè)置監(jiān)聽
    listen(lfd, 128);

    // 將監(jiān)聽的fd的狀態(tài)交給內(nèi)核檢測
    int maxfd = lfd;

    //創(chuàng)建文件描述符的隊(duì)列
    struct pollfd myfd[100];
    for(int i=0;i<100;i++)
    {
        myfd[i].fd=-1;
        myfd[i].events=POLLIN;
    }

    myfd[0].fd=lfd;


    while (1)
    {
        //sleep(5);
        
        cout<<"poll等待開始"<<endl;
        int num=poll(myfd,maxfd+1,-1);
        cout<<"poll等待結(jié)束~"<<endl;

        // 判斷連接請求還在不在里面,如果在,則運(yùn)行accept

        if(myfd[0].fd && myfd[0].revents==POLLIN)
        {
            struct sockaddr_in cliaddr;
            int cliaddrLen = sizeof(cliaddr);
            int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, (socklen_t *)&cliaddrLen);

            // 得到了有效的客戶端文件描述符,將這個(gè)文件描述符放入讀集合當(dāng)中,并更新最大值
            for(int i=0 ; i<1024 ;i++)//找到空的位置
            {
                if(myfd[i].fd==-1 && myfd[i].events==POLLIN)
                {
                    myfd[i].fd=cfd;
                    cout<<"連接成功!      fd放在了"<<i<<endl;
                    break;
                }

            }
            maxfd = cfd > maxfd ? cfd : maxfd;
            
        }

        // 如果沒有建立新的連接,那么就直接通信


        for (int i = 0; i < maxfd + 1; i++)
        {
            if (myfd[i].fd && myfd[i].revents==POLLIN && i!=0)
            {

                // 接收數(shù)據(jù),一次接收10個(gè)字節(jié),客戶端每次發(fā)送100個(gè)字節(jié),下一輪select檢測的時(shí)候, 內(nèi)核還會(huì)標(biāo)記這個(gè)文件描述符緩沖區(qū)有數(shù)據(jù) -> 再讀一次
                //  	循環(huán)會(huì)一直持續(xù), 知道緩沖區(qū)數(shù)據(jù)被讀完位置
                char buf[10] = {0};
                cout<<"                  外讀"<<endl;
                int len = read(myfd[i].fd, buf, sizeof(buf));
                cout<<"len="<<len<<"          i="<<i<<endl;
                if(len==0)  //外部中斷導(dǎo)致的連接中斷
                {
                    printf("客戶端關(guān)閉了連接.....\n");
                    // 將該文件描述符從集合中刪除
                    myfd[i].fd=-1;
                    break;
                }


                cout<<"Get read len="<<len<<endl;
                if (len == 0) // 客戶端關(guān)閉了連接,,因?yàn)槿绻米x完,會(huì)在select過程中刪除
                {
                    printf("客戶端關(guān)閉了連接.....\n");
                    // 將該文件描述符從集合中刪除
                    myfd[i].fd=-1;
                    break;

                }
                else if (len > 0) // 收到了數(shù)據(jù)
                {
                    // 發(fā)送數(shù)據(jù)
                    if(len<=2)
                    {
                        cout<<"          out!!"<<endl;
                        break;
                    }
                    write(myfd[i].fd, buf, strlen(buf) + 1);
                    if(len<10)
                    {
                        cout<<"          out!!"<<endl;
                        break;
                    }
                    sleep(0.1);
                    cout<<"寫了一次   寫的內(nèi)容是:"<<string(buf)<<"###"<<endl;

                }
                else
                {
                    // 異常
                    perror("read");
                    myfd[i].fd=-1;
                    break;
                }


            }

        }
    }

    return 0;
}

客戶端:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <iostream>

using namespace std;


int main()  //網(wǎng)絡(luò)通信的客戶端
{
    // 1 創(chuàng)建用于通信的套接字
    int fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(fd==-1)
    {
        perror("socket");
        exit(0);
    }

    // 2 連接服務(wù)器
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family=AF_INET; //ipv4
    addr.sin_port=htons(9995);// 服務(wù)器監(jiān)聽的端口, 字節(jié)序應(yīng)該是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序
    inet_pton(AF_INET,"127.0.0.1",&addr.sin_addr.s_addr);
    int ret=connect(fd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
    if(ret==-1)
    {
        perror("connect");
        exit(0);
    }

    //通信
    while (1)
    {
        //讀數(shù)據(jù)
        char recvBuf[1024];
        //寫數(shù)據(jù)
        fgets(recvBuf,sizeof(recvBuf),stdin);
        write(fd,recvBuf,strlen(recvBuf)+1);

        int oriLen=strlen(recvBuf)-1;

        cout<<"strlen(recvBuf)="<<oriLen<<endl;
        
        int total_get=0;
        while (total_get<oriLen)
        {
            //cout<<"開始讀"<<endl;
            read(fd,recvBuf,sizeof(recvBuf));
            total_get+=10;
            //cout<<"total_get="<<total_get<<"          strlen(recvBuf)="<<oriLen<<endl;
            printf("recv buf: %s\n", recvBuf);
            if (total_get>=oriLen)
            {
                cout<<"out"<<endl;
                break;
            }
            
            

        }
        
        
        sleep(1);
    }

    close(fd);

    return 0;
}

整體工程與線程池版本可以參考:GitHub - BanLi-Official/CppPoll: C++ Network Programming: Linux Operating System Poll Example

epoll方式

epoll運(yùn)行原理

epoll是Linux下的一種I/O 多路復(fù)用機(jī)制,可以高效地處理大量的并發(fā)連接。

epoll模型使用一個(gè)文件描述符(epoll fd)來管理多個(gè)其他文件描述符(event fd)。在epoll fd上注冊了感興趣的事件,當(dāng)有感興趣的事件發(fā)生時(shí),epoll會(huì)通知應(yīng)用程序。相比于傳統(tǒng)的select和poll模型,epoll模型有以下幾個(gè)優(yōu)勢:

  • 高效:在大規(guī)模并發(fā)連接的場景下,epoll模型可以顯著提高效率。使用一個(gè)文件描述符來管理多個(gè)連接,避免了遍歷所有連接的開銷。并且epoll使用了“事件通知”的方式,只有在有事件發(fā)生時(shí)才會(huì)通知應(yīng)用程序,避免了無效輪詢。

  • 更快的響應(yīng)速度:由于epoll是基于事件驅(qū)動(dòng)的模型,在有事件發(fā)生時(shí)立即通知應(yīng)用程序,可以更快地響應(yīng)客戶端的請求。

  • 可擴(kuò)展性好:epoll模型采用了無鎖設(shè)計(jì),將連接集合的管理交給內(nèi)核處理,并利用回調(diào)函數(shù)機(jī)制處理連接的讀寫事件,減少了鎖競爭,提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

epoll使用紅黑樹來存儲(chǔ)和管理注冊的事件。紅黑樹是一種自平衡的二叉搜索樹,具有以下特點(diǎn):

  • 二叉搜索樹的性質(zhì):紅黑樹是一棵二叉搜索樹,即對于任意一個(gè)節(jié)點(diǎn),其左子樹的值都小于該節(jié)點(diǎn)的值,右子樹的值都大于該節(jié)點(diǎn)的值。

  • 自平衡性:紅黑樹通過對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行一系列旋轉(zhuǎn)和重新著色操作來保持樹的平衡。具體來說,紅黑樹通過五個(gè)性質(zhì)來保持平衡:根節(jié)點(diǎn)是黑色的、葉子節(jié)點(diǎn)(NIL節(jié)點(diǎn))是黑色的、紅色節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)都是黑色的、從任一節(jié)點(diǎn)到其葉子節(jié)點(diǎn)的所有路徑都包含相同數(shù)目的黑色節(jié)點(diǎn)、新插入的節(jié)點(diǎn)是紅色的。

紅黑樹介紹可以參考百度百科:紅黑樹_百度百科

在epoll模型中,當(dāng)應(yīng)用程序調(diào)用epoll_ctl函數(shù)注冊事件時(shí),epoll將會(huì)將文件描述符和其對應(yīng)的事件信息存儲(chǔ)到紅黑樹中,這樣可以方便地查詢和管理事件。紅黑樹的高效查詢特性可以快速找到特定文件描述符對應(yīng)的事件信息,并且可以保持事件信息的有序性。

當(dāng)有事件發(fā)生時(shí),epoll調(diào)用epoll_wait函數(shù)去查詢紅黑樹上已注冊的事件,如果有匹配的事件發(fā)生,就會(huì)通知應(yīng)用程序進(jìn)行處理。紅黑樹是epoll實(shí)現(xiàn)高效I/O多路復(fù)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過使用紅黑樹,epoll可以將事件的查詢、插入和刪除等操作的時(shí)間復(fù)雜度降低到O(log n),使得在大規(guī)模并發(fā)連接的場景下也能夠高效地處理事件。

epoll函數(shù)使用方法

在Linux下,epoll函數(shù)主要包括以下幾個(gè):

#include <sys/epoll.h>  //頭文件

int epoll_create(int size);   //創(chuàng)建一個(gè)epoll實(shí)例

int epoll_ctl(int epfd, int op, 
              int fd, struct epoll_event *event);  //控制epoll上的事件

int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events,
               int maxevents, int timeout); //阻塞等待事件發(fā)生

同時(shí)在這些參數(shù)中,有一個(gè)重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)epoll_event。epoll_event結(jié)構(gòu)體用于描述事件,包括文件描述符、事件類型和事件數(shù)據(jù)。其中的定義如下:

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 */
} __EPOLL_PACKED;

其中,events是事件類型,包括以下幾種:

  • EPOLLIN:可讀事件,表示連接上有數(shù)據(jù)可讀。
  • EPOLLOUT:可寫事件,表示連接上可以寫入數(shù)據(jù)。
  • EPOLLPRI:緊急事件,表示連接上有緊急數(shù)據(jù)可讀。
  • EPOLLRDHUP:連接關(guān)閉事件,表示連接已關(guān)閉。
  • EPOLLERR:錯(cuò)誤事件,表示連接上發(fā)生錯(cuò)誤。
  • EPOLLHUP:掛起事件,表示連接被掛起。

結(jié)構(gòu)體中的epoll_data是一個(gè)聯(lián)合體,用于在epoll_event結(jié)構(gòu)體中傳遞事件數(shù)據(jù)。它有四個(gè)成員變量,可以根據(jù)具體的需求選擇使用其中的一個(gè)。通??梢赃x擇int類型的fd,用于存儲(chǔ)發(fā)生對應(yīng)事件的文件描述符

epoll_create函數(shù):創(chuàng)建一個(gè)epoll fd,返回一個(gè)新的epoll文件描述符。參數(shù)size用于指定監(jiān)聽的文件描述符個(gè)數(shù),但是在Linux 2.6.8之后的版本,該參數(shù)已經(jīng)沒有實(shí)際意義。傳入一個(gè)大于0的值即可。

int epfd=epoll_create(1);

epoll_ctl函數(shù):用于控制epoll事件的函數(shù)之一。它用于向epoll實(shí)例中添加、修改或刪除關(guān)注的文件描述符和對應(yīng)事件。函數(shù)原型如下:

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

函數(shù)參數(shù):

  • epfd:epoll文件描述符,通過epoll_create函數(shù)創(chuàng)建獲得。
  • op:操作類型,可以是以下三種取值之一:
    • EPOLL_CTL_ADD:將文件描述符添加到epoll實(shí)例中。
    • EPOLL_CTL_MOD:修改已添加到epoll實(shí)例中的文件描述符的關(guān)注事件。
    • EPOLL_CTL_DEL:從epoll實(shí)例中刪除文件描述符。
  • fd:要控制的文件描述符。
  • event:指向epoll_event結(jié)構(gòu)體的指針,用于指定要添加、修改或刪除的事件。

函數(shù)返回值:

  • 成功時(shí)返回0,表示操作成功。
  • 失敗時(shí)返回-1,并設(shè)置errno錯(cuò)誤碼來指示具體錯(cuò)誤原因。

epoll_wait函數(shù):用于等待事件的發(fā)生。它會(huì)一直阻塞直到有事件發(fā)生或超時(shí)。函數(shù)原型如下:

#include <sys/epoll.h>

int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events,
                      int maxevents, int timeout);

函數(shù)參數(shù):

  • epfd:epoll文件描述符,通過epoll_create函數(shù)創(chuàng)建獲得。
  • events:用于接收事件的epoll_event結(jié)構(gòu)體數(shù)組。
  • maxeventsevents數(shù)組的大小,表示最多可以接收多少個(gè)事件。
  • timeout:超時(shí)時(shí)間,單位為毫秒,表示epoll_wait函數(shù)阻塞的最長時(shí)間。常用的取值有以下三種:
    • -1:表示一直阻塞,直到有事件發(fā)生。
    • 0:表示立即返回,不管有沒有事件發(fā)生。
    • > 0:表示等待指定的時(shí)間(以毫秒為單位),如果在指定時(shí)間內(nèi)沒有事件發(fā)生,則返回。

函數(shù)返回值:

  • 成功時(shí)返回接收到的事件的數(shù)量。如果超時(shí)時(shí)間為0并且沒有事件發(fā)生,則返回0。
  • 失敗時(shí)返回-1,并設(shè)置errno錯(cuò)誤碼來指示具體錯(cuò)誤原因。

一些要注意的點(diǎn):

在epoll_wait函數(shù)中用于接收事件的epoll_event結(jié)構(gòu)體數(shù)組是一個(gè)傳出參數(shù),需要定義一個(gè)epoll_event的數(shù)組,比如:

    struct epoll_event evens[100];//用于接取傳出的內(nèi)容
    int len=sizeof(evens)/sizeof(struct epoll_event);

工作模式

epoll的工作模式可以分為兩種:邊緣觸發(fā)(Edge Triggered, ET)模式和水平觸發(fā)(Level Triggered, LT)模式。一般epoll運(yùn)行的模式默認(rèn)是水平觸發(fā)模式。

水平模式 

有事件就一直不斷通知(默認(rèn)就是這個(gè))

  • 當(dāng)被監(jiān)控的文件描述符上的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),epoll會(huì)不斷通知應(yīng)用程序,直到應(yīng)用程序處理完事件并返回。
  • 如果應(yīng)用程序沒有處理完事件,而文件描述符上的狀態(tài)再次發(fā)生變化,epoll會(huì)再次通知應(yīng)用程序。
  • 應(yīng)用程序可以使用阻塞或非阻塞I/O來處理事件。
  • 水平觸發(fā)模式適合處理低并發(fā)的I/O場景。

實(shí)例

服務(wù)器端:

// server.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    // 1. 創(chuàng)建監(jiān)聽的套接字
    int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(lfd == -1)
    {
        perror("socket");
        exit(0);
    }

    // 2. 將socket()返回值和本地的IP端口綁定到一起
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(9996);   // 大端端口
    // INADDR_ANY代表本機(jī)的所有IP, 假設(shè)有三個(gè)網(wǎng)卡就有三個(gè)IP地址
    // 這個(gè)宏可以代表任意一個(gè)IP地址
    // 這個(gè)宏一般用于本地的綁定操作
    addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;  // 這個(gè)宏的值為0 == 0.0.0.0
//    inet_pton(AF_INET, "192.168.8.161", &addr.sin_addr.s_addr);
    int ret = bind(lfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));
    if(ret == -1)
    {
        perror("bind");
        exit(0);
    }

    // 3. 設(shè)置監(jiān)聽
    ret = listen(lfd, 128);
    if(ret == -1)
    {
        perror("listen");
        exit(0);
    }

    int epfd=epoll_create(1);
    struct epoll_event even;
    even.events=EPOLLIN;  //用水平觸發(fā)模式來檢測
    even.data.fd=lfd;
    ret=epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,lfd,&even);

    struct epoll_event evens[100];//用于接取傳出的內(nèi)容
    int len=sizeof(evens)/sizeof(struct epoll_event);

    while (1)
    {
        cout<<"                     開始等待?。?!"<<endl;
        int num=epoll_wait(epfd,evens,len,-1);
        cout<<"                     等待結(jié)束!??!"<<"   num="<<num<<endl;
        for(int i=0;i<num;i++)//取出所有的檢測到的事件
        {

            int curfd = evens[i].data.fd;
            if(evens[i].data.fd==lfd)
            {
                struct sockaddr_in *add;
                int len=sizeof(struct sockaddr_in);
                int cfd=accept(evens[i].data.fd,NULL,NULL);
                struct epoll_event even;
                even.events=EPOLLIN;
                even.data.fd=cfd;
                //將接收到的cfd放入epoll檢測的紅黑樹當(dāng)中
                ret=epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,cfd,&even);
                if(ret==-1)
                {
                    cout<<"登錄失敗"<<endl;
                }
                else
                {
                    cout<<"登陸成功,已加入紅黑樹"<<endl;
                }
                
            }
            else
            {
                // 接收數(shù)據(jù)
                char buf[10];
                memset(buf, 0, sizeof(buf));
                cout<<"正在讀!?。?!"<<endl;
                int len = read(evens[i].data.fd, buf, sizeof(buf));
                if(len > 0)
                {
                    // 發(fā)送數(shù)據(jù)
                    if(len<=2)
                    {
                        cout<<"          out!!"<<endl;
                        break;
                    }
                    printf("客戶端say: %s\n", buf);
                    write(evens[i].data.fd, buf, len);
                    sleep(0.1);
                }
                else if(len  == 0)
                {
                    printf("客戶端斷開了連接...\n");
                    ret=epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,evens[i].data.fd,NULL);        
                    close(curfd);
                    //break;
                }
                else
                {
                    perror("read");
                    ret=epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,evens[i].data.fd,NULL);       
                    close(curfd); 
                    //break;
                }
            }

            

        }
    }
    



    return 0;
}

客戶端:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <iostream>

using namespace std;


int main()  //網(wǎng)絡(luò)通信的客戶端
{
    // 1 創(chuàng)建用于通信的套接字
    int fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(fd==-1)
    {
        perror("socket");
        exit(0);
    }

    // 2 連接服務(wù)器
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family=AF_INET; //ipv4
    addr.sin_port=htons(9996);// 服務(wù)器監(jiān)聽的端口, 字節(jié)序應(yīng)該是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序
    inet_pton(AF_INET,"127.0.0.1",&addr.sin_addr.s_addr);
    int ret=connect(fd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
    if(ret==-1)
    {
        perror("connect");
        exit(0);
    }

    //通信
    while (1)
    {
        //讀數(shù)據(jù)
        char recvBuf[1024];
        //寫數(shù)據(jù)
        fgets(recvBuf,sizeof(recvBuf),stdin);
        write(fd,recvBuf,strlen(recvBuf)+1);

        int oriLen=strlen(recvBuf)-1;

        cout<<"strlen(recvBuf)="<<oriLen<<endl;
        
        int total_get=0;
        while (total_get<oriLen)
        {
            //cout<<"開始讀"<<endl;
            char recvBuf2[1024];
            read(fd,recvBuf2,sizeof(recvBuf2));
            total_get+=10;
            cout<<"total_get="<<total_get<<"          strlen(recvBuf)="<<oriLen<<endl;
            printf("recv buf: %s\n", recvBuf2);
            if (total_get>=oriLen)
            {
                cout<<"out"<<endl;
                break;
            }
            
            

        }
        
        
        sleep(1);
    }

    close(fd);

    return 0;
}

邊沿模式

有事件只通知一次,后續(xù)一次處理沒解決玩的內(nèi)容需要程序員自己解決

  • 僅當(dāng)被監(jiān)控的文件描述符上的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),epoll才會(huì)通知應(yīng)用程序。
  • 當(dāng)文件描述符上有數(shù)據(jù)可讀或可寫時(shí),epoll會(huì)立即通知應(yīng)用程序,并且保證應(yīng)用程序能夠全部讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù),直到讀寫緩沖區(qū)為空。
  • 應(yīng)用程序需要使用非阻塞I/O來處理事件,以避免阻塞其他文件描述符的事件通知。
  • 邊緣觸發(fā)模式適合處理高并發(fā)的網(wǎng)絡(luò)通信場景。

實(shí)例

服務(wù)器端:

// server.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <iostream>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>

using namespace std;

int main()
{
    // 1. 創(chuàng)建監(jiān)聽的套接字
    int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (lfd == -1)
    {
        perror("socket");
        exit(0);
    }

    // 2. 將socket()返回值和本地的IP端口綁定到一起
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(9996); // 大端端口
    // INADDR_ANY代表本機(jī)的所有IP, 假設(shè)有三個(gè)網(wǎng)卡就有三個(gè)IP地址
    // 這個(gè)宏可以代表任意一個(gè)IP地址
    // 這個(gè)宏一般用于本地的綁定操作
    addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // 這個(gè)宏的值為0 == 0.0.0.0
                                       //    inet_pton(AF_INET, "192.168.8.161", &addr.sin_addr.s_addr);
    int ret = bind(lfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
    if (ret == -1)
    {
        perror("bind");
        exit(0);
    }

    // 3. 設(shè)置監(jiān)聽
    ret = listen(lfd, 128);
    if (ret == -1)
    {
        perror("listen");
        exit(0);
    }

    int epfd = epoll_create(1);
    struct epoll_event even;
    even.events = EPOLLIN | EPOLLET; //使用邊沿觸發(fā)模式檢測
    even.data.fd = lfd;
    ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, lfd, &even);

    struct epoll_event evens[100]; // 用于接取傳出的內(nèi)容
    int len = sizeof(evens) / sizeof(struct epoll_event);

    while (1)
    {
        cout << "                     開始等待!??!" << endl;
        int num = epoll_wait(epfd, evens, len, -1);
        cout << "                     等待結(jié)束?。。?
             << "   num=" << num << endl;
        for (int i = 0; i < num; i++) // 取出所有的檢測到的事件
        {

            int curfd = evens[i].data.fd;
            if (evens[i].data.fd == lfd)
            {
                struct sockaddr_in *add;
                int len = sizeof(struct sockaddr_in);
                int cfd = accept(evens[i].data.fd, NULL, NULL);
                // 將這個(gè)文件標(biāo)識符改為非阻塞模式
                int flag = fcntl(cfd, F_GETFL); // 獲取該文件描述符的狀態(tài)標(biāo)志
                flag = O_NONBLOCK;              // 設(shè)置為 O_NONBLOCK,即非阻塞模式。
                fcntl(cfd, F_SETFL, flag);      // 將新的狀態(tài)標(biāo)志設(shè)置為非阻塞模式。
                struct epoll_event even;
                even.events = EPOLLIN | EPOLLET;//使用邊沿觸發(fā)模式檢測
                even.data.fd = cfd;
                // 將接收到的cfd放入epoll檢測的紅黑樹當(dāng)中
                ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, cfd, &even);
                if (ret == -1)
                {
                    cout << "登錄失敗" << endl;
                }
                else
                {
                    cout << "登陸成功,已加入紅黑樹" << endl;
                }
            }
            else
            {
                // 接收數(shù)據(jù)
                char buf[10];
                memset(buf, 0, sizeof(buf));
                cout << "正在讀?。。。? << endl;
                while (1) // 應(yīng)對Epoll的ET模式而用的循環(huán)read,read要將文件標(biāo)識符改為非阻塞版本
                {
                    int len = read(evens[i].data.fd, buf, sizeof(buf));
                    if (len > 0)
                    {
                        // 發(fā)送數(shù)據(jù)
                        if (len <= 2)
                        {
                            cout << "          out!!" << endl;
                            break;
                        }
                        printf("客戶端say: %s\n", buf);
                        write(evens[i].data.fd, buf, len);
                        sleep(0.1);
                    }
                    else if (len == 0)
                    {
                        printf("客戶端斷開了連接...\n");
                        ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, evens[i].data.fd, NULL);
                        close(curfd);
                        break;
                    }
                    else
                    {

                        perror("read");
                        //ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, evens[i].data.fd, NULL);
                        //close(curfd);
                        if (errno == EAGAIN)
                        {
                            cout << "接收完畢!" << endl;
                            break;
                        }
                        // break;
                    }
                }
            }
        }
    }

    return 0;
}

客戶端:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <iostream>

using namespace std;


int main()  //網(wǎng)絡(luò)通信的客戶端
{
    // 1 創(chuàng)建用于通信的套接字
    int fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(fd==-1)
    {
        perror("socket");
        exit(0);
    }

    // 2 連接服務(wù)器
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family=AF_INET; //ipv4
    addr.sin_port=htons(9996);// 服務(wù)器監(jiān)聽的端口, 字節(jié)序應(yīng)該是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序
    inet_pton(AF_INET,"127.0.0.1",&addr.sin_addr.s_addr);
    int ret=connect(fd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
    if(ret==-1)
    {
        perror("connect");
        exit(0);
    }

    //通信
    while (1)
    {
        //讀數(shù)據(jù)
        char recvBuf[1024];
        //寫數(shù)據(jù)
        fgets(recvBuf,sizeof(recvBuf),stdin);
        write(fd,recvBuf,strlen(recvBuf)+1);

        int oriLen=strlen(recvBuf)-1;

        cout<<"strlen(recvBuf)="<<oriLen<<endl;
        
        int total_get=0;
        while (total_get<oriLen)
        {
            //cout<<"開始讀"<<endl;
            char recvBuf2[1024];
            read(fd,recvBuf2,sizeof(recvBuf2));
            total_get+=10;
            cout<<"total_get="<<total_get<<"          strlen(recvBuf)="<<oriLen<<endl;
            printf("recv buf: %s\n", recvBuf2);
            if (total_get>=oriLen)
            {
                cout<<"out"<<endl;
                break;
            }
            
            

        }
        
        
        sleep(1);
    }

    close(fd);

    return 0;
}

邊沿模式需要注意的點(diǎn)

由于邊沿模式只通知一次事件發(fā)生,所以當(dāng)我們服務(wù)器端接收來自客戶端的較為長的內(nèi)容時(shí),可能會(huì)出現(xiàn),一次無法完全接收的情況。而邊沿模式又只通知一次,所以此時(shí)沒讀取完的內(nèi)容可能無法及時(shí)讀取。為了應(yīng)對這個(gè)問題,我們可以采取循環(huán)接收的方法,如:

while (1) // 應(yīng)對Epoll的ET模式而用的循環(huán)read,
{
   int len = read(evens[i].data.fd, buf, sizeof(buf));
   if (len > 0)
   {
       // 發(fā)送數(shù)據(jù)               
   }
   else if (len == 0)
   {
        printf("客戶端斷開了連接...\n");
        break;
   }
   else
   {

        perror("read");
        break;
   }
}

應(yīng)用程序在處理事件時(shí)需要使用非阻塞I/O,確保能夠立即處理事件并避免阻塞其他事件的通知。需要注意將被監(jiān)控的文件描述符設(shè)置為非阻塞狀態(tài),以確保事件的及時(shí)處理??梢允褂?code>fcntl函數(shù)的O_NONBLOCK標(biāo)志來將文件描述符設(shè)置為非阻塞模式。(因?yàn)槿绻辉O(shè)置為非阻塞模式的話,服務(wù)器端在循環(huán)讀取客戶端發(fā)來的內(nèi)容時(shí),如果讀完了內(nèi)容,應(yīng)用程序就會(huì)阻塞在read函數(shù)部分)將其設(shè)置為非阻塞模式后,我們在讀取完內(nèi)容之后,就可以根據(jù)read返回的EAGAIN錯(cuò)誤(接收緩沖區(qū)為空時(shí)會(huì)報(bào))來跳出循環(huán)。設(shè)置方式如下:

int cfd = accept(evens[i].data.fd, NULL, NULL);


// 將這個(gè)文件標(biāo)識符改為非阻塞模式
int flag = fcntl(cfd, F_GETFL); // 獲取該文件描述符的狀態(tài)標(biāo)志
flag = O_NONBLOCK;              // 設(shè)置為 O_NONBLOCK,即非阻塞模式。
fcntl(cfd, F_SETFL, flag);      // 將新的狀態(tài)標(biāo)志設(shè)置為非阻塞模式。

struct epoll_event even;
even.events = EPOLLIN | EPOLLET;  //使用邊沿觸發(fā)模式檢測讀緩沖區(qū)
even.data.fd = cfd;

// 將接收到的cfd放入epoll檢測的紅黑樹當(dāng)中
ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, cfd, &even);

退出時(shí)判斷的EAGAIN錯(cuò)誤,存在erron.h庫中。errno(error number)是C語言標(biāo)準(zhǔn)庫(C Standard Library)提供的一個(gè)全局變量,用于表示上一次發(fā)生的錯(cuò)誤代碼。errno庫提供了一些宏定義和函數(shù),用于獲取和處理錯(cuò)誤代碼。需要注意的是,errno是全局變量,在多線程環(huán)境下需要注意線程安全。如:

while (1) // 應(yīng)對Epoll的ET模式而用的循環(huán)read,
{
   int len = read(evens[i].data.fd, buf, sizeof(buf));
   if (len > 0)
   {
       // 發(fā)送數(shù)據(jù)               
   }
   else if (len == 0)
   {
        printf("客戶端斷開了連接...\n");
        break;
   }
   else
   {
        perror("read");
        if (errno == EAGAIN) //判斷是否讀取完畢
        {
             cout << "接收完畢!" << endl;
             break;
        }
   }
}

整體工程與線程池版本可以參考:https://github.com/BanLi-Official/CppEpoll

參考資料

感謝蘇丙榅大佬的教程

Linux 教程 | 愛編程的大丙

愛編程的大丙的個(gè)人空間-愛編程的大丙個(gè)人主頁-嗶哩嗶哩視頻

紅黑樹_百度百科

(C++通訊架構(gòu)學(xué)習(xí)筆記):epoll介紹及原理詳解_c++ epoll-CSDN博客

C++ select模型詳解(多路復(fù)用IO)-CSDN博客

C++網(wǎng)絡(luò)編程select函數(shù)原理詳解_c++ select-CSDN博客

到此這篇關(guān)于C++中IO多路復(fù)用(select、poll、epoll)的實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ IO多路復(fù)用內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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