在正式閱讀本篇博客之前，建議大家先按順序把下面這兩篇博客看一下，否則直接來看這篇博客的話估計很難搞懂

多路IO復(fù)用技術(shù)①——select詳解&如何使用select模型在本地主機(jī)實現(xiàn)簡易的一對多服務(wù)器多路IO復(fù)用技術(shù)②——poll詳解&如何使用poll模型在本地主機(jī)實現(xiàn)簡易的一對多服務(wù)器

在了解以上兩篇博客講解的內(nèi)容后，我們正式開始本篇博客的相關(guān)內(nèi)容講解，第三種多路套接字監(jiān)聽技術(shù)——epoll模型

目錄

EPOLL模型優(yōu)化的第一部分

1.對拷貝開銷的優(yōu)化

2.對掛載開銷的優(yōu)化

3.對查找開銷的優(yōu)化

EPOLL模型的相關(guān)接口

相關(guān)結(jié)構(gòu)體 struct epoll_event

相關(guān)函數(shù)

EPOLL模型優(yōu)化的第二部分

4.監(jiān)聽方面的優(yōu)化

EPOLL模型的優(yōu)缺點

使用epoll模型實現(xiàn)簡易一對多服務(wù)器的程序?qū)崿F(xiàn)

程序構(gòu)成           結(jié)果圖示

EPOLL的兩種監(jiān)聽模式

epoll模型是最優(yōu)秀的套接字監(jiān)聽技術(shù)，他幾乎解決了select和poll模型中的所有缺點，并在其優(yōu)點上進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化，接下來，我們就來了解一下epoll模型的進(jìn)行多路套接字監(jiān)聽的原理吧

EPOLL模型優(yōu)化的第一部分

我們知道，select和poll模型實現(xiàn)的監(jiān)聽原理其實都是按照以下這些步驟：

1. 系統(tǒng)會將這個用戶層的監(jiān)聽集合拷貝到內(nèi)核層

2. 系統(tǒng)會將內(nèi)核層的該監(jiān)聽集合中監(jiān)聽的套接字放入IO設(shè)備等待隊列，由IO設(shè)備等待隊列來進(jìn)行一次又一次的遍歷來判斷那些套接字中有數(shù)據(jù)需要處理

3. 當(dāng)IO設(shè)備等待隊列發(fā)現(xiàn)有套接字處于就緒狀態(tài)時，會傳出就緒集合到內(nèi)核層

4. 系統(tǒng)通過select模型將該就緒集合由內(nèi)核層拷貝到用戶層，供用戶使用

想要了解下面的內(nèi)容，這里需要為大家簡單講解一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——紅黑樹  ，并希望大家能夠記住紅黑樹的優(yōu)點

紅黑樹的優(yōu)勢就在于非常適合用來存儲有序的數(shù)據(jù)，并且增刪查改的時間復(fù)雜度很低，只有O(log2n)

1.對拷貝開銷的優(yōu)化

在之前的博客中，我們講過，隨著select/poll模型的持續(xù)使用，會產(chǎn)生大量的拷貝開銷和掛載開銷

這些拷貝開銷大致由兩部分組成：

1. 系統(tǒng)從用戶層到內(nèi)核層，內(nèi)核層到用戶層翻來覆去的層級轉(zhuǎn)換

2. 一旦監(jiān)聽集合更新，就要重新拷貝整個就緒集合，只要服務(wù)器不停，就會面臨無止盡的拷貝

該如何減少第一部分的拷貝開銷呢？

其實很簡單粗暴，epoll模型的開發(fā)人員直接將監(jiān)聽集合定義在內(nèi)核層。所以epoll模型的監(jiān)聽集合都是建立在內(nèi)核層的

PS：這種監(jiān)聽集合實際上是紅黑樹，每一個葉子節(jié)點對應(yīng)一個監(jiān)聽套接字

至于如何減少第二部分的拷貝開銷，就和紅黑樹樹這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)息息相關(guān)了。

我們知道，select和poll模型都是采用數(shù)組作為作為監(jiān)聽集合，數(shù)組這種結(jié)構(gòu)非常不便于查找其中哪些數(shù)據(jù)產(chǎn)生了變化，就導(dǎo)致當(dāng)有新的套接字要放入監(jiān)聽集合中時，系統(tǒng)會將整個新的監(jiān)聽集合全部拷貝到內(nèi)核層。

而紅黑樹就完美的避開了這一點，每當(dāng)有新的套接字要放入監(jiān)聽樹中時，我們只需要為這棵監(jiān)聽紅黑樹添加一個葉子節(jié)點就夠了，而不是重建這棵樹，這就導(dǎo)致了這方面的開銷大大減少了

2.對掛載開銷的優(yōu)化

在對拷貝開銷的優(yōu)化方面，epoll模型的開發(fā)人員依舊采用了紅黑樹這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，我們來為大家簡單的介紹一下原因：

我們知道，在select與poll模型中，數(shù)組這種結(jié)構(gòu)非常不便于查找其中哪些數(shù)據(jù)產(chǎn)生了變化，所以每當(dāng)有新的套接字放入監(jiān)聽集合中時，系統(tǒng)會將監(jiān)聽的套接字全部重新掛載到IO設(shè)備等待隊列，這就導(dǎo)致掛載開銷方面的開銷非常大。

而紅黑樹則完美的解決了這個問題，由于紅黑樹的特性，每當(dāng)有對應(yīng)新套接字的葉子節(jié)點被放入監(jiān)聽樹中時，系統(tǒng)能夠很輕松的就能找到對應(yīng)新套接字的葉子節(jié)點是哪一個，然后只需要將對應(yīng)的新套接字放入IO設(shè)備等待隊列就可以了，在掛載開銷方面的消耗大大減少

3.對查找開銷的優(yōu)化

我們知道，雖然數(shù)組的下標(biāo)是有序的，方便我們進(jìn)行遍歷，但是數(shù)組中的內(nèi)容并不一定是有序的，這就導(dǎo)致我們無法根據(jù)我們目標(biāo)內(nèi)容來直接找到其在數(shù)組中的哪個位置，而是需要去通過循環(huán)一次次的查找，但紅黑樹就完美地解決了這個問題

我們知道，當(dāng)我們調(diào)用accept函數(shù)讓服務(wù)器與多個客戶端建立TCP鏈接時，其返回的int類型的套接字文件描述符，其實都是有序遞增的，建立一個鏈接返回值就+1。由于紅黑樹在有序數(shù)據(jù)存儲方面的優(yōu)勢，使得服務(wù)器在對于監(jiān)聽就緒和取消監(jiān)聽方面的效率非常之高。

其實epoll模型不止在這些方面進(jìn)行了優(yōu)化，其他部分需要大家了解了EPOLL模型的相關(guān)接口后，才能為大家進(jìn)行講解，所以別著急，我們先來了解下EPOLL模型的相關(guān)接口吧

EPOLL模型的相關(guān)接口

以下接口的頭文件都是 #include <sys/epoll.h>

相關(guān)結(jié)構(gòu)體 struct epoll_event

struct epoll_event 
{
    uint32_t events;  // epoll 事件類型，包括可讀，可寫等
    epoll_data_t data; // 用戶數(shù)據(jù)，可以是一個指針或文件描述符等
    callback();  //這個函數(shù)與用戶沒有關(guān)系，我們是看不見的，只有當(dāng)發(fā)現(xiàn)對應(yīng)套接字就緒時才會調(diào)用該函數(shù)進(jìn)行回調(diào)操作
};

typedef union epoll_data 
{
    void *ptr;   //指向任何類型的用戶數(shù)據(jù)
    int fd;   //套接字文件描述符
    uint32_t u32;   //32位的無符號整數(shù)
    uint64_t u64;   //64位的無符號整數(shù)
} epoll_data_t;

其中，events字段表示要監(jiān)聽的事件類型，可以是以下值之一：

• EPOLLIN：表示對應(yīng)的文件描述符上有數(shù)據(jù)可讀

• EPOLLOUT：表示對應(yīng)的文件描述符上可以寫入數(shù)據(jù)

• EPOLLRDHUP：表示對端已經(jīng)關(guān)閉連接，或者關(guān)閉了寫操作端的寫入

• EPOLLPRI：表示有緊急數(shù)據(jù)可讀

• EPOLLERR：表示發(fā)生錯誤

• EPOLLHUP：表示文件描述符被掛起

• EPOLLET：表示將epoll設(shè)置為邊緣觸發(fā)模式

• EPOLLONESHOT：表示將事件設(shè)置為一次性事件

這個回調(diào)的原理是什么呢？其實很簡單

其實負(fù)責(zé)監(jiān)聽這些套接字事件的設(shè)備就是網(wǎng)卡，所以最先知道套接字就緒的就是網(wǎng)卡設(shè)備，這時候開發(fā)人員就想了，那我能不能實現(xiàn)一個功能，創(chuàng)建一個結(jié)構(gòu)體隊列，直接將該隊列與網(wǎng)卡進(jìn)行綁定，形成一種回調(diào)關(guān)系。這樣的話，當(dāng)網(wǎng)卡監(jiān)聽到某套接字處于就緒狀態(tài)時，就通過異步通知的方式來告訴服務(wù)器是哪個套接字就緒了，不需要再一次次的遍歷來判斷哪個套接字就緒

所以epoll模型監(jiān)聽套接字的過程就如下所示：

1. 建立結(jié)構(gòu)體(ep_item)隊列，隊列中的每一個結(jié)構(gòu)體和一個套接字對應(yīng)，將該隊列與網(wǎng)卡進(jìn)行綁定

2. 建立一個就緒鏈表，存放對應(yīng)就緒套接字的結(jié)構(gòu)體epoll_events

3. 監(jiān)聽到某一套接字就緒時，調(diào)用結(jié)構(gòu)體epoll_events中的callback函數(shù)，進(jìn)行拆包，將結(jié)構(gòu)體ep_item中的結(jié)構(gòu)體epoll_events拆分出來，并彈出到就緒鏈表中（雙向鏈表）

4. 將這個就緒鏈表中的內(nèi)容拷貝到用戶在用戶層定義的結(jié)構(gòu)體(epoll_event)數(shù)組，以便用戶使用

不理解的話可以看下面的這個圖

相關(guān)函數(shù)

先來介紹一下一會會用到的參數(shù)：

• int epfd; // 返回的監(jiān)聽紅黑樹文件描述符

• int epoll_max; //監(jiān)聽套接字的最大數(shù)量

• int option; //需要執(zhí)行的操作——添加、修改、刪除

• int sockfd; //需要添加，修改，刪除的socket文件描述符

• struct epoll_event * node; //掛在紅黑樹上的節(jié)點

• int array_size; //存放對應(yīng)就緒套接字的結(jié)構(gòu)體的數(shù)組大小

• struct epoll_event ready_array[array_size]; //存放對應(yīng)就緒套接字的結(jié)構(gòu)體的數(shù)組

• int ready_max; //允許同時監(jiān)聽的最大套接字?jǐn)?shù)量

• int timeout; //工作模式

PS：一般情況下，epoll_max = ready_max = array_size

我們來分別介紹一下option和timeout參數(shù)的有效值：

option參數(shù)的有效值為：

• EPOLL_CTL_ADD：添加與目標(biāo)套接字對應(yīng)的結(jié)構(gòu)體(epoll_event)到epoll監(jiān)聽樹上，開始監(jiān)聽該套接字

• EPOLL_CTL_MOD：修改目標(biāo)套接字的監(jiān)聽事件

• EPOLL_CTL_DEL：將與目標(biāo)套接字對應(yīng)的結(jié)構(gòu)體(epoll_event)從epoll監(jiān)聽樹上摘除，也就是不再監(jiān)聽該套接字

timeout參數(shù)的有效值：

• timeout = 0：表示非阻塞監(jiān)聽套接字相關(guān)事件

• timeout = -1：表示阻塞監(jiān)聽套接字相關(guān)事件

• timeout > 0：表示阻塞監(jiān)聽時間為timout(單位：毫秒)，如果這段時間內(nèi)沒有監(jiān)聽到套接字相關(guān)事件，后續(xù)變?yōu)榉亲枞O(jiān)聽

epoll_create()的錯誤碼如下所示：

• EINVAL：epoll_max大小不為正。

• EMFILE：遇到了每個用戶對/ proc / sys / fs / epoll / max_user_instances施加的epoll實例數(shù)量的限制。

• ENFILE：超過系統(tǒng)設(shè)定的進(jìn)程最大創(chuàng)建的文件描述符數(shù)量。

• ENOMEM：沒有足夠的內(nèi)存來創(chuàng)建內(nèi)核對象。

epoll_ctl()的錯誤碼如下所示：

• EBADF：epfd或fd不是有效的文件描述符。

• EEXIST：option為EPOLL_CTL_ADD，并且提供的文件描述符fd已在該epoll實例中注冊。

• EINVAL：epfd不是epoll文件描述符，或者fd與epfd相同，或者此接口不支持請求的操作option。

• ENOENT：option是EPOLL_CTL_MOD或EPOLL_CTL_DEL，并且fd未在該epoll實例中注冊。

• ENOMEM：沒有足夠的內(nèi)存來處理請求的操作控制操作。

• ENOSPC：嘗試在主機(jī)上注冊（EPOLL_CTL_ADD）新文件描述符時遇到了/ proc / sys / fs / epoll / max_user_watches施加的限制。

• EPERM：目標(biāo)文件fd不支持epoll。

epoll_wait()的錯誤碼如下所示：

• EBADF：epfd不是有效的文件描述符。

• EFAULT：具有寫許可權(quán)不能訪問事件指向的存儲區(qū)。

• EINTR：在任何請求的事件發(fā)生或超時到期之前，信號處理程序中斷了該調(diào)用；參見signal（7）。

• EINVAL：epfd不是epoll文件描述符，或者epoll_max小于或等于零。

EPOLL模型優(yōu)化的第二部分

4.監(jiān)聽方面的優(yōu)化

由于epoll模型的自定義結(jié)構(gòu)體隊列、異步通知和回調(diào)函數(shù)的使用，導(dǎo)致用戶不再需要遍歷去查找就緒的套接字是哪些，直接對自己在用戶層自定義的結(jié)構(gòu)體數(shù)組進(jìn)行遍歷處理就可以了，大大減少了時間片方面的消耗，使得服務(wù)器的處理能力實現(xiàn)質(zhì)的飛躍

基本了解了epoll在哪些方面做出了優(yōu)化后，我們就可以來聊一聊epoll模型的優(yōu)缺點了

EPOLL模型的優(yōu)缺點

優(yōu)點：

1. 不存在重復(fù)的拷貝開銷與掛載開銷

2. 自定義實現(xiàn)監(jiān)聽隊列，采用異步回調(diào)方式，無需輪詢，隊列體積更小

3. 不止返回就緒的套接字?jǐn)?shù)量，還返回就緒的套接字是哪些

4. 監(jiān)聽的事件種類豐富

5. 可以為不同的套接字設(shè)置不同的監(jiān)聽事件，不像select模型只能批量設(shè)置監(jiān)聽事件

6. 可以監(jiān)聽的socket數(shù)量不受1024的硬限制

缺點：

1. 僅linux系統(tǒng)支持

2. 紅黑樹的缺點

使用epoll模型實現(xiàn)簡易一對多服務(wù)器的程序?qū)崿F(xiàn)

程序構(gòu)成

該服務(wù)器與客戶端由以下幾個程序共同組成：

• func_2th_parcel.h：定義二次包裹的函數(shù)名

• func_2th_parcel.c：對網(wǎng)絡(luò)初始化相關(guān)的函數(shù)進(jìn)行二次包裹

• epoll_server.c：使用poll模型的服務(wù)器程序

• client.c：客戶端程序

/*************************************************************************
        > File Name: func_2th_parcel.h
        > Author: Nan
        > Mail: **@qq.com
        > Created Time: 2023年10月18日 星期三 18時32分22秒
 ************************************************************************/
 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/stat.h>
#include <signal.h>
#include <pthread.h>
#include <fcntl.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/mman.h>
#include <time.h>
#include <ctype.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/socket.h>
#include <poll.h>
#include <sys/epoll.h>
 
//socket函數(shù)的二次包裹
int SOCKET(int domain , int type , int protocol);
 
//bind函數(shù)的二次包裹
int BIND(int sockfd , const struct sockaddr* addr , socklen_t  addrlen);
 
//listen函數(shù)的二次包裹
int LISTEN(int sockfd , int backlog);
 
//send函數(shù)的二次包裹
ssize_t SEND(int sockfd , const void* buf , size_t len , int flags);
 
//recv函數(shù)的二次包裹
ssize_t RECV(int sockfd , void* buf , size_t len , int flags);
 
//connect函數(shù)的二次包裹
int CONNECT(int sockfd , const struct sockaddr* addr , socklen_t addrlen);
 
//accept函數(shù)的二次包裹
int ACCEPT(int sockfd , struct sockaddr* addr , socklen_t addrlen);
 
//網(wǎng)絡(luò)初始化函數(shù)
int SOCKET_NET_CREATE(const char* ip , int port);
 
//服務(wù)端與客戶端建立連接并返回客戶端套接字文件描述符
int SERVER_ACCEPTING(int server_fd);

/*************************************************************************
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        > Author: Nan
        > Mail: **@qq.com
        > Created Time: 2023年10月18日 星期三 18時32分42秒
 ************************************************************************/
 
#include <func_2th_parcel.h>
 
int SOCKET(int domain , int type , int protocol){
    int return_value;
    if((return_value = socket(domain , type , protocol)) == -1){
        perror("socket call failed!\n");
        return return_value;
    }
    return return_value;
}
 
int BIND(int sockfd , const struct sockaddr* addr , socklen_t addrlen){
    int return_value;   
    if((return_value = bind(sockfd , addr , addrlen)) == -1){
        perror("bind call failed!\n");
        return return_value;
    }                      
    return return_value;   
}
 
int LISTEN(int sockfd , int backlog){
    int return_value;   
    if((return_value = listen(sockfd , backlog)) == -1){
        perror("listen call failed!\n");
        return return_value;
    }                      
    return return_value;   
}
 
ssize_t SEND(int sockfd , const void* buf , size_t len , int flags){
    ssize_t return_value;
    if((return_value = send(sockfd , buf , len , flags)) == -1){
        perror("send call failed!\n");
        return return_value;
    }
    return return_value;
}
 
ssize_t RECV(int sockfd , void* buf , size_t len , int flags){
    ssize_t return_value;   
    if((return_value = recv(sockfd , buf , len , flags)) == -1){
        perror("recv call failed!\n");
        return return_value;
    }                      
    return return_value;   
}
 
int CONNECT(int sockfd , const struct sockaddr* addr , socklen_t addrlen){
    int return_value;   
    if((return_value = connect(sockfd , addr , addrlen)) == -1){
        perror("connect call failed!\n");
        return return_value;
    }                      
    return return_value;   
}
 
int ACCEPT(int sockfd , struct sockaddr* addr , socklen_t addrlen){
    int return_value;   
    if((return_value = accept(sockfd , addr , &addrlen)) == -1){
        perror("accept call failed!\n");
        return return_value;
    }                      
    return return_value;   
}
 
int SOCKET_NET_CREATE(const char* ip , int port){
    int sockfd;
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(port);
    inet_pton(AF_INET , ip , &addr.sin_addr.s_addr);
    sockfd = SOCKET(AF_INET , SOCK_STREAM , 0);
    BIND(sockfd , (struct sockaddr*)&addr , sizeof(addr));
    LISTEN(sockfd , 128);
    return sockfd;
}
 
int SERVER_ACCEPTING(int server_fd)
{
    int client_sockfd;
    struct sockaddr_in client_addr;
    char client_ip[16];
    char buffer[1500];
    bzero(buffer , sizeof(buffer));
    bzero(&client_addr , sizeof(client_addr));
    socklen_t addrlen = sizeof(client_addr);
    client_sockfd = ACCEPT(server_fd , (struct sockaddr*)&client_addr , addrlen);
    bzero(client_ip , 16);
    //將客戶端的IP地址轉(zhuǎn)成CPU可以識別的序列并存儲到client_ip數(shù)組中
    inet_ntop(AF_INET , &client_addr.sin_addr.s_addr , client_ip , 16);
    sprintf(buffer , "Hi , %s welcome tcp test server service..\n" , client_ip);
    printf("client %s , %d , connection success , client sockfd is %d\n" , client_ip , ntohs(client_addr.sin_port) , client_sockfd);
    SEND(client_sockfd , buffer , strlen(buffer) , MSG_NOSIGNAL);
    return client_sockfd;
}

/*************************************************************************
        > File Name: epoll_server.c
        > Author: Nan
        > Mail: **@qq.com
        > Created Time: 2023年10月25日 星期三 18時53分30秒
 ************************************************************************/

#include <func_2th_parcel.h>

#define MAX_EPOLL 100000

int main(void)
{
    int server_sockfd;//服務(wù)器套接字文件描述符
    int epfd;//監(jiān)聽樹文件描述符
    struct epoll_event ready_array[MAX_EPOLL];//由于存放epoll返回的就緒結(jié)構(gòu)體
    struct epoll_event node;//向監(jiān)聽樹中放入的節(jié)點
    int ready_num;//處于就緒狀態(tài)的套接字的數(shù)量
    int client_sockfd;//客戶端套接字文件描述符
    char rw_buffer[1500];//讀寫緩沖區(qū)
    int flag;
    int recv_len = 0;//接受到的數(shù)據(jù)的長度
    int i;
    bzero(rw_buffer , sizeof(rw_buffer));//清空讀寫緩沖區(qū)
    server_sockfd = SOCKET_NET_CREATE("192.168.79.128" , 6060);//進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)初始化
    //初始化epoll結(jié)構(gòu)體
    node.data.fd = server_sockfd;
    node.events = EPOLLIN;//監(jiān)聽讀事件
    //初始化監(jiān)聽樹，并做錯誤處理
    if((epfd = epoll_create(MAX_EPOLL)) == -1)
    {
    	perror("epoll_create call failed\n");
    	exit(-1);
    }
    //向監(jiān)聽樹中添加服務(wù)器套接字結(jié)構(gòu)體，并做錯誤處理
    if((epoll_ctl(epfd , EPOLL_CTL_ADD , server_sockfd , &node)) == -1)
    {
    	perror("epoll_ctl call failed\n");
    	exit(-1);
    }
    printf("epoll_server wait TCP connect\n");
    while(1)
    {
    	//獲取處于就緒狀態(tài)的套接字?jǐn)?shù)量
        if((ready_num = epoll_wait(epfd , ready_array , MAX_EPOLL , -1)) == -1)
        {
            perror("epoll_wait call failed\n");
            exit(0);
        }
        i = 0;
        while(ready_num)
        {
            //辨別就緒，如果是服務(wù)端套接字就緒
            if(ready_array[i].data.fd == server_sockfd)
            {
                client_sockfd = SERVER_ACCEPTING(ready_array[i].data.fd);//與客戶端建立TCP鏈接
                node.data.fd = client_sockfd;
                if(epoll_ctl(epfd , EPOLL_CTL_ADD , client_sockfd , &node) == -1)
                {
                	perror("epoll_ctl failed\n");
                	exit(-1);
                }
            }
            //如果是客戶端套接字就緒
            else
            {  
                recv_len = RECV(ready_array[i].data.fd , rw_buffer , sizeof(rw_buffer) , 0);
                flag = 0;
                //如果recv_len = 0,就說明與客戶端套接字對應(yīng)的客戶端退出了，將對應(yīng)客戶端套接字移出套接字存儲數(shù)組與監(jiān)聽集合
                if(recv_len == 0)
                {
                    perror("某一客戶端與本服務(wù)器斷開鏈接\n");
                    printf("客戶端%d 與本服務(wù)器斷開鏈接，關(guān)閉其對應(yīng)的套接字并停止監(jiān)聽\n" , ready_array[i].data.fd);
                    //關(guān)閉該套接字
                    close(ready_array[i].data.fd);
                    //將其對應(yīng)的節(jié)點從監(jiān)聽樹上摘下來
                    epoll_ctl(epfd , EPOLL_CTL_DEL , ready_array[i].data.fd , NULL);
                    //注意，這個兩個步驟不能搞反
                }
                //進(jìn)行業(yè)務(wù)處理：小寫字母轉(zhuǎn)大寫字母
                printf("服務(wù)器已接收到客戶端%d 發(fā)來的信息 : %s，現(xiàn)在對其進(jìn)行處理\n" , ready_array[i].data.fd , rw_buffer);
                while(recv_len > flag)
                {
                    rw_buffer[flag] = toupper(rw_buffer[flag]);
                    flag++;
                }
                printf("服務(wù)器已對客戶端%d 發(fā)來的信息完成處理，處理后的數(shù)據(jù)為 : %s\n" , ready_array[i].data.fd , rw_buffer);
                SEND(ready_array[i].data.fd , rw_buffer , recv_len , MSG_NOSIGNAL);
                bzero(rw_buffer , sizeof(rw_buffer));
                recv_len = 0;
            }
            ready_num--;
            i++;
        }
    }
    close(server_sockfd);
    printf("server shutdown\n");
    return 0;
}

/*************************************************************************
        > File Name: client.c
        > Author: Nan
        > Mail: **@qq.com
        > Created Time: 2023年10月19日 星期四 18時29分12秒
 ************************************************************************/
 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/stat.h>
#include <signal.h>
#include <pthread.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <time.h>
 
//服務(wù)器實現(xiàn)大小寫轉(zhuǎn)換業(yè)務(wù)
 
int main()
{
    //1.定義網(wǎng)絡(luò)信息結(jié)構(gòu)體與讀寫緩沖區(qū)并初始化
    struct sockaddr_in dest_addr;
    char buffer[1500];
    bzero(&dest_addr , sizeof(dest_addr));
    bzero(buffer , sizeof(buffer));
    dest_addr.sin_family = AF_INET;
    dest_addr.sin_port = htons(6060);
    //字符串ip轉(zhuǎn)大端序列
    inet_pton(AF_INET , "192.168.79.128" , &dest_addr.sin_addr.s_addr);
    int sockfd = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0);
    int i;
    //2.判斷連接是否成功
    if((connect(sockfd , (struct sockaddr*) &dest_addr , sizeof(dest_addr))) == -1)
    {
        perror("connect failed!\n");
        exit(0);
    }
    recv(sockfd , buffer , sizeof(buffer) , 0);
    printf("%s" , buffer);
    bzero(buffer , sizeof(buffer));
    //3.循環(huán)讀取終端輸入的數(shù)據(jù)
    while( (fgets(buffer , sizeof(buffer) , stdin) ) != NULL)
    {
        i = strlen(buffer);
        buffer[i-1] = '\0';
        //向服務(wù)端發(fā)送消息
        send(sockfd , buffer , strlen(buffer) , MSG_NOSIGNAL);
        //接收服務(wù)端發(fā)來的消息
        recv(sockfd , buffer , sizeof(buffer) , 0);
        //打印服務(wù)端發(fā)來的信息
        printf("response : %s\n" , buffer);
        //清空讀寫緩沖區(qū)，以便下一次放入數(shù)據(jù)
        bzero(buffer , sizeof(buffer));
    }
    //4.關(guān)閉套接字，斷開連接
    close(sockfd);
    return 0;
}

結(jié)果圖示

EPOLL的兩種監(jiān)聽模式

1.EPOLLLT，水平觸發(fā)模式，也被稱之為負(fù)責(zé)模式，如果不進(jìn)行特殊設(shè)置，默認(rèn)情況下對套接字都是以此模式監(jiān)聽。

在此模式下，當(dāng)epoll監(jiān)聽到某一套接字就緒時，就會先發(fā)送處理通知給上層。之后每隔一段時間就來查看該套接字緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)有沒有被處理完。

如果沒有處理完，就會繼續(xù)發(fā)送處理通知給上層，一天不處理完就發(fā)一天，一周處理不完就發(fā)一周，直到緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)被全部處理完畢。這就是所說的負(fù)責(zé)模式

PS：在此模式下，如果緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)沒有被處理完，epoll_wait()無法開啟下一輪監(jiān)聽。意思就是如果數(shù)據(jù)沒處理完，就去調(diào)用epoll_wait()函數(shù)的話，會立即返回，返回值為未處理的就緒事件數(shù)量

優(yōu)點：能夠保證套接字緩沖區(qū)中的所有數(shù)據(jù)被處理完畢

缺點：開銷比較大

適用場景：該模式適合處理有效期較短、或需要被緊急處理的數(shù)據(jù)

2.EPOLLET，邊緣觸發(fā)模式，也被稱之為不負(fù)責(zé)模式，使用該模式需要進(jìn)行手動設(shè)置

在此模式下，當(dāng)epoll監(jiān)聽到某一套接字就緒時，指揮發(fā)送一次處理通知給上層。之后無論該套接字緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)有沒有被處理完，都與epoll無關(guān)，epoll可以立即進(jìn)入新一輪的監(jiān)聽

優(yōu)點：開銷比較小

缺點：存在隱患，不能夠保證套接字緩沖區(qū)中的所有數(shù)據(jù)被處理(完畢)，用戶要自行保證數(shù)據(jù)讀取完畢

PS：邊緣觸發(fā)模式一般結(jié)合非阻塞讀取套接字緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)

想要設(shè)置邊緣觸發(fā)模式也很簡單，按照下面的步驟來就可以了

int sockfd;//套接字文件描述符

struct epoll_event node;
node.data.fd = sockfd;
node.events = EPOLLIN|EPOLLET;//監(jiān)聽讀事件，監(jiān)聽模式切換為邊緣觸發(fā)模式

以上就是本篇博客的全部內(nèi)容了，大家有什么地方?jīng)]有看懂的話，可以在評論區(qū)留言給我，咱要力所能及的話就幫大家解答解答

今天的學(xué)習(xí)記錄到此結(jié)束啦，咱們下篇文章見，ByeBye！

文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-744045.html

到了這里，關(guān)于Linux多路IO復(fù)用技術(shù)——epoll詳解與一對多服務(wù)器實現(xiàn)的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)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TOY模板網(wǎng)！