用epoll来实现多路复用

本人用epoll来实现多路复用,epoll触发模式有两种:
et(边缘模式)lt(水平模式)lt模式是标准模式,意味着每次epoll_wait()返回后,事件处理后,如果之后还有数据,会不断触发,也就是说,一个套接字上一次完整的数据,epoll_wait()可能会返回多次,直到没有数据为止。
et模式也称高效模式,有数据过来后,epoll_wait()会返回一次,一段时间内,该套接字就算有数据源源不断地过来,epoll_wait()也不会返回了。这里注意,是一段时间,不代表这个套接字上有数据就只触发一次。时间过长,还是会返回多次的。比如我写ftp用了epoll+多线程,但是每次套接字上有信息就开线程处理,同一时间内希望一个套接字只被一个线程持有,但是因为文件传输时间过长,就算使用et模式,套接字还是会返回多次。这里要特别强调一个参数epolloneshot,如果要保证套接字同一时段只被一个线程处理,必须加上。解决方案:给accept()后的套接字加上参数epolloneshot,线程结束后处理完之后,再重置epolloneshot属性,但是,千万不可以给listen()后的监听套接字设置此属性,这会造成同一时刻只能处理一个连接的情况。
深入理解epolloneshot事件即使使用et模式,一个socket上的某个事件还是可能被触发多次,这是跟数据报的大小有关系,常见的情景就是一个线程,而在数据的处理过程中该socket上又有新数据可读(epollin再次被触发),此时另外一个线程被唤醒处理这些新的数据,于是出现了两个线程同时操作一个socket,为了避免这种情况,就可以采用epoll的epollonespot事件。同时要注意,注册了epolloneshot事件的socket一旦被某个线程处理完毕,该线程就应该立即重置这个socket的epolloneshot的事件,以确保这个socket下次可读时,其epollin事件被触发,进而让其他的工作线程有机会继续处理这个socket。
网络事件eagin在一个非阻塞的socket上调用read/write函数, 返回eagain或者ewouldblock(注: eagain就是ewouldblock)从字面上看, 意思是:eagain: 再试一次,ewouldblock: 如果这是一个阻塞socket, 操作将被block,perror输出: resource temporarily unavailable.
小结:这个错误表示资源暂时不够,能read时,读缓冲区没有数据,或者write时,写缓冲区满了。遇到这种情况,如果是阻塞socket,read/write就要阻塞掉。而如果是非阻塞socket,read/write立即返回-1, 同时errno设置为eagain。所以,对于阻塞socket,read/write返回-1代表网络出错了。但对于非阻塞socket,read/write返回-1不一定网络真的出错了。可能是resource temporarily unavailable。这时你应该再试,直到resource available。
eagain: 再试一次,ewouldblock: 如果这是一个阻塞socket, 操作将被block,perror输出: resource temporarily unavailable。这个错误表示资源暂时不够,能read时,读缓冲区没有数据,或者write时,写缓冲区满了。遇到这种情况,如果是阻塞socket,read/write就要阻塞掉。而如果是非阻塞socket,read/write立即返回-1, 同时errno设置为eagain。所以,对于阻塞socket,read/write返回-1代表网络出错了。但对于非阻塞socket,read/write返回-1不一定网络真的出错了。可能是resource temporarily unavailable。这时你应该再试,直到resource available。
综上,对于non-blocking的socket,正确的读写操作为: 读:忽略掉errno = eagain的错误,下次继续读 写:忽略掉errno = eagain的错误,下次继续写
对于select和epoll的lt模式,这种读写方式是没有问题的。但对于epoll的et模式,这种方式还有漏洞。
epoll的两种模式lt和et二者的差异在于level-trigger模式下只要某个socket处于readable/writable状态,无论什么时候进行epoll_wait都会返回该socket;而edge-trigger模式下只有某个socket从unreadable变为readable或从unwritable变为writable时,epoll_wait才会返回该socket。如下两个示意图:
从socket读数据:
从socket写数据:
所以,在epoll的et模式下,正确的读写方式为:
读:只要可读,就一直读,直到返回0,或者 errno = eagain 写:只要可写,就一直写,直到数据发送完,或者 errno = eagain。
正确的读:
n = 0;
while ((nread = read(fd, buf + n, bufsiz-1)) > 0) {
if (nread == -1 && errno != eagain)
{
perror(read error);
}
n += nread;
}
正确的写:
int nwrite, data_size = strlen(buf);
n = data_size;
while (n > 0)
{
nwrite = write(fd, buf + data_size - n, n);
if (nwrite 0)
{
handle_client(conn_sock);
}
if (conn_sock == -1)
{
if (errno != eagain && errno != econnaborted && errno != eproto && errno != eintr)
perror(accept);
}
一道腾讯后台开发的面试题:
使用linux epoll模型,水平触发模式;当socket可写时,会不停的触发socket可写的事件,如何处理?
第一种最普遍的方式:
需要向socket写数据的时候才把socket加入epoll,等待可写事件。接受到可写事件后,调用write或者send发送数据。当所有数据都写完后,把socket移出epoll。
这种方式的缺点是,即使发送很少的数据,也要把socket加入epoll,写完后在移出epoll,有一定操作代价。
第二种的方式:
开始不把socket加入epoll,需要向socket写数据的时候,直接调用write或者send发送数据。如果返回eagain,把socket加入epoll,在epoll的驱动下写数据,全部数据发送完毕后,再移出epoll。这种方式的优点是:数据不多的时候可以避免epoll的事件处理,提高效率。
我自己代码的问题因为我之前才用的是非阻塞et模式,这样我在发送缓冲数据的数据,会出现eagain的问题。这个问题并不可怕,最可怕的是会发生,因为上面已经有方法解决。为了看起来方便我这边再拷贝一份。但是我源代码采用的writev源代码下载地址614行进行发送,根本无法才采用下面的方法。
int nwrite, data_size = strlen(buf);
n = data_size;
while (n > 0)
{
nwrite = write(fd, buf + data_size - n, n);
if (nwrite < n)
{
if (nwrite == -1 && errno != eagain)
{
perror(write error);
}
break;
}
n -= nwrite;
}
我的解决方法采用阻塞写,这个方法很好的解决上面的问题:对于非阻塞的tcp套接字,如果缓冲区根本就没空间,则返回一个ewouldblock错误。如果缓冲区有一些空间,返回值是内核能够复制到该缓冲区的字节数。这个字节数也叫作不足计数.。详细见我上述连接的代码文件。
在读取缓冲区也是这样。也是采用阻塞进行读取,这样做,虽然降低并发性,但是为了准确处理数据。总结et模式下:
如果read返回0,那么说明已经接受所有数据 如果errno=eagain,说明还有数据未接收,等待下一次通知 如果read返回-1,说明发生错误,停止处理

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