用epoll 写一个server
2018-12-10 本文已影响103人
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1. 首先熟悉下epoll的三个接口
- int epoll_create(int size);
创建epoll相关数据结构，其最重要的是
1. 红黑树, 用于存储需要监控的文件句柄以及事件
2. 就绪链表，用于存储被触发的文件句柄以及事件 - int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
用于设定，修改，或者删除 监控的文件句柄以及事件 - int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);
阻塞等待timeout时间，如果文件句柄上相关事件被触发，则epoll_wait退出，并将触发的事件 写入出参 events参数，触发的事件个数作为返回值返回
2. 如何使用这三个接口写一个server
- 首先使用epoll_create 创建epoll相关数据结构
- 其次创建TCP socket 文件句柄acceptfd，绑定(ip:port)，然后开启监听，并使用epoll_ctl 注册到epoll中，监听acceptfd句柄的EPOLL_IN事件(即可读事件)
- 调用epoll_wait 开始进行阻塞等待
- 如果有客户端连接过来，则触发acceptfd上的EPOLL_IN事件，epoll_wait返回后，可以得到触发事件的信息, 这些信息其实就是一个struct epoll_event对象， 我们可以判断这个epoll event对象fd是否和acceptfd一致，如果一致在认为有新连接进来，则获得新连接对应的clientfd, 并使用epoll_ctl注册到epoll, 监控clientfd上的epoll_in事件，这个时候这个客户端和服务器的连接就建立了
typedef union epoll_data {
void *ptr;
int fd; //可以用fd, 也可以用ptr来保存事件对应的文件句柄
uint32_t u32;
uint64_t u64;
} epoll_data_t;
struct epoll_event {
uint32_t events; /* Epoll events */
epoll_data_t data; /* User data variable */
};
- 用户在客户端输入命令，将会触发服务器端 clientfd上的epoll_in事件，epoll_wait返回触发的event, 读取event对应的clientfd内核缓冲区中的数据，解析协议，执行命令，得到返回结果，这个返回结果要返回给客户端，则再使用epoll_ctl注册clientfd的epoll_out事件到epoll，这个时候，我们会注意到clientfd上既有epoll_in，也有epoll_out，这样其实没有必要，客户端在这个时候等待返回结果，不会再输入命令，所以需要使用epoll_ctl把epoll_out删除掉
- 如果clientfd内核缓冲区可写，epoll_wait这个时候会返回，并返回epoll_out事件，此时把返回的结果数据写入clientfd, 返回给客户端
3. 为什么epoll可以支持百万级别的连接？
- 在server的处理过程中，大家可以看到其中重要的操作是，使用epoll_ctl修改clientfd在epoll中注册的epoll_event, 这个操作首先在红黑树中找到fd对应的epoll_event, 然后进行修改，红黑树是典型的二叉平衡树，其时间复杂度是log2(n), 1百万的文件句柄，只需要16次左右的查找，速度是非常快的，支持百万级别毫无压力
- 另外，epoll通过注册fd上的回调函数，回调函数监控到有事件发生，则准备好相关的数据放到到就绪链表里面去，这个动作非常快，成本也非常小
