（自用）高性能网络编程

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作者
筋斗云
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Epoll - Reactor 设计模式

以餐厅大点餐为例

Reactor优点

Epoll - IO多路复用 

1.创建EPOLL 句柄

相关函数

epoll_create

#include <sys/epoll.h>  int epoll_create(int size);

作用：

创建一个 epoll 实例

参数:

size 参数用于指定 epoll 实例中管理的文件描述符数量，不过该参数在现代 Linux 系统中已经被忽略，可以设置为任意值（除了 0）。

返回值:

如果创建成功，该文件描述符将是一个非负整数(用于后续的epoll操作)；如果创建失败，该函数将返回 -1，并设置全局变量 errno 以指示错误原因。

2.向EPOLL对象中添加、修改或者删除感兴趣的事件

相关函数

epoll_ctl

#inclue<sys/epoll.h>  int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);  

参数

epfd是epoll_create产生的epoll句柄(epoll_create的返回值)

fd表示操作的文件描述符

op取值：EPOLL_CTL_ADD        添加新的事件到epoll中

           EPOLL_CTL_MOD       修改EPOLL中的事件

             EPOLL_CTL_DEL          删除epoll中的事件

epoll_event结构体定义如下:

​ struct epoll_event{ 	__uint32_t  events; 	epoll_data_t data; }  typedef union epoll_data{//表示与事件相关的信息 	void *ptr; 	int fd; 	uint32_t u32; 	uint64_t u64; }epoll_data_t  ​

    events取值：

                   EPOLLIN   表示有数据可以读出(接受连接、关闭连接)

           EPOLLOUT  表示连接可以写入数据发送（向服务器发起连接，连接成功事件）            EPOLLERR  表示对应的连接发生错误

     EPOLLHUP  表示对应的连接被挂起

3.收集在epoll监控的事件中已经发生的事件

#include <sys/epoll.h>  int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);  

epfd： epoll的描述符。

events：则是分配好的 epoll_event结构体数组，epoll将会把发生的事件复制到 events数组中（events不可以是空指针，内核只负责把数据复制到这个 events数组中，不会去帮助我们在用户态中分配内存。内核这种做法效率很高）。

 maxevents： 本次可以返回的最大事件数目，通常 maxevents参数与预分配的events数组的大小是相等的。

timeout： 表示在没有检测到事件发生时最多等待的时间（单位为毫秒），如果 timeout为0，立刻返回，不会等待。-1表示无限期阻塞  

返回值

返回0表示监听超时

返回-1表示出错

大于0表示返回了需要处理的事件数

代码示例

用epoll实现了一个粗糙的http服务器

epoll_server.c

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<errno.h> #include<sys/types.h> #include<sys/epoll.h> #include<sys/socket.h> #include<arpa/inet.h> #include<netinet/in.h> #include<assert.h> #include<fcntl.h> #include<unistd.h>  //    int fd; typedef struct _ConnectStat  ConnectStat;  typedef void(*response_handler) (ConnectStat * stat);  struct _ConnectStat { 	int fd; 	char name[64]; 	char  age[64]; 	struct epoll_event _ev; 	int  status;//0 -未登录   1 - 已登陆 	response_handler handler;//不同页面的处理函数 };  //http协议相关代码 ConnectStat * stat_init(int fd); void connect_handle(int new_fd); void do_http_respone(ConnectStat * stat); void do_http_request(ConnectStat * stat); void welcome_response_handler(ConnectStat * stat); void commit_respone_handler(ConnectStat * stat);   const char *main_header = "HTTP/1.0 200 OK\r\nServer: Martin Server\r\nContent-Type: text/html\r\nConnection: Close\r\n";  static int epfd = 0;  void usage(const char* argv) { 	printf("%s:[ip][port]\n", argv); }  void set_nonblock(int fd) { 	int fl = fcntl(fd, F_GETFL); 	fcntl(fd, F_SETFL, fl | O_NONBLOCK); }  int startup(char* _ip, int _port)  //创建一个套接字，绑定，检测服务器 { 	//sock 	//1.创建套接字 	int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); 	if (sock < 0) 	{ 		perror("sock"); 		exit(2); 	}  	int opt = 1; 	setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));  	//2.填充本地 sockaddr_in 结构体（设置本地的IP地址和端口） 	struct sockaddr_in local; 	local.sin_port = htons(_port); 	local.sin_family = AF_INET; 	local.sin_addr.s_addr = inet_addr(_ip);  	//3.bind（）绑定 	if (bind(sock, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local)) < 0) 	{ 		perror("bind"); 		exit(3); 	} 	//4.listen（）监听 检测服务器 	if (listen(sock, 5) < 0) 	{ 		perror("listen"); 		exit(4); 	} 	//sleep(1000); 	return sock;    //这样的套接字返回 }  int main(int argc, char *argv[]) { 	if (argc != 3)     //检测参数个数是否正确 	{ 		usage(argv[0]); 		exit(1); 	}  	int listen_sock = startup(argv[1], atoi(argv[2]));      //创建一个绑定了本地 ip 和端口号的套接字描述符   	//1.创建epoll     	epfd = epoll_create(256);    //可处理的最大句柄数256个 	if (epfd < 0) 	{ 		perror("epoll_create"); 		exit(5); 	}  	struct epoll_event _ev;       //epoll结构填充  	ConnectStat * stat = stat_init(listen_sock); 	_ev.events = EPOLLIN;         //初始关心事件为读 	_ev.data.ptr = stat; 	//_ev.data.fd = listen_sock;    //    	//2.托管 	epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, listen_sock, &_ev);  //将listen sock添加到epfd中，关心读事件  	struct epoll_event revs[64];  	int timeout = -1; 	int num = 0; 	int done = 0;  	while (!done) 	{ 		//epoll_wait()相当于在检测事件 		switch ((num = epoll_wait(epfd, revs, 64, timeout)))  //返回需要处理的事件数目  64表示 事件有多大 		{ 		case 0:                  //返回0 ，表示监听超时 			printf("timeout\n"); 			break; 		case -1:                 //出错 			perror("epoll_wait"); 			break; 		default:                 //大于零 即就是返回了需要处理事件的数目 		{ 			struct sockaddr_in peer; 			socklen_t len = sizeof(peer);  			int i; 			for (i = 0; i < num; i++) 			{ 				ConnectStat * stat = (ConnectStat *)revs[i].data.ptr;  				int rsock = stat->fd; //准确获取哪个事件的描述符 				if (rsock == listen_sock && (revs[i].events) && EPOLLIN) //如果是初始的 就接受，建立链接 				{ 					int new_fd = accept(listen_sock, (struct sockaddr*)&peer, &len);  					if (new_fd > 0) 					{ 						printf("get a new client:%s:%d\n", inet_ntoa(peer.sin_addr), ntohs(peer.sin_port)); 						//sleep(1000); 						connect_handle(new_fd); 					} 				} 				else // 接下来对num - 1 个事件处理 				{ 					if (revs[i].events & EPOLLIN) 					{ 						do_http_request((ConnectStat *)revs[i].data.ptr); 					} 					else if (revs[i].events & EPOLLOUT) 					{ 						do_http_respone((ConnectStat *)revs[i].data.ptr); 					} 					else 					{ 					} 				} 			} 		} 		break; 		}//end switch 	}//end while 	return 0; }   ConnectStat * stat_init(int fd) { 	ConnectStat * temp = NULL; 	temp = (ConnectStat *)malloc(sizeof(ConnectStat));  	if (!temp) { 		fprintf(stderr, "malloc failed. reason: %m\n"); 		return NULL; 	}  	memset(temp, '\0', sizeof(ConnectStat)); 	temp->fd = fd; 	temp->status = 0; 	//temp->handler = welcome_response_handler;  }  //初始化连接，然后等待浏览器发送请求 void connect_handle(int new_fd) { 	ConnectStat *stat = stat_init(new_fd); 	set_nonblock(new_fd);  	stat->_ev.events = EPOLLIN; 	stat->_ev.data.ptr = stat;  	epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, new_fd, &stat->_ev);    //二次托管  }  void do_http_respone(ConnectStat * stat) { 	stat->handler(stat); }  void do_http_request(ConnectStat * stat) {  	//读取和解析http 请求 	char buf[4096]; 	char * pos = NULL; 	//while  header \r\n\r\ndata 	ssize_t _s = read(stat->fd, buf, sizeof(buf) - 1); 	if (_s > 0) 	{ 		buf[_s] = '\0'; 		printf("receive from client:%s\n", buf);  		pos = buf;  		//Demo 仅仅演示效果，不做详细的协议解析 		if (!strncasecmp(pos, "GET", 3)) { 			stat->handler = welcome_response_handler; 		} 		else if (!strncasecmp(pos, "Post", 4)) { 			//获取 uri 			printf("---Post----\n"); 			pos += strlen("Post"); 			while (*pos == ' ' || *pos == '/') ++pos;  			if (!strncasecmp(pos, "commit", 6)) {//获取名字和年龄 				int len = 0;  				printf("post commit --------\n"); 				pos = strstr(buf, "\r\n\r\n"); 				char *end = NULL; 				if (end = strstr(pos, "name=")) { 					pos = end + strlen("name="); 					end = pos; 					while (('a' <= *end && *end <= 'z') || ('A' <= *end && *end <= 'Z') || ('0' <= *end && *end <= '9'))	end++; 					len = end - pos; 					if (len > 0) { 						memcpy(stat->name, pos, end - pos); 						stat->name[len] = '\0'; 					} 				}  				if (end = strstr(pos, "age=")) { 					pos = end + strlen("age="); 					end = pos; 					while ('0' <= *end && *end <= '9')	end++; 					len = end - pos; 					if (len > 0) { 						memcpy(stat->age, pos, end - pos); 						stat->age[len] = '\0'; 					} 				} 				stat->handler = commit_respone_handler;  			} 			else { 				stat->handler = welcome_response_handler; 			}  		} 		else { 			stat->handler = welcome_response_handler; 		}  		//生成处理结果 html ,write  		stat->_ev.events = EPOLLOUT; 		//stat->_ev.data.ptr = stat; 		epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, stat->fd, &stat->_ev);    //二次托管 	} 	else if (_s == 0)  //client:close 	{ 		printf("client: %d close\n", stat->fd); 		epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, stat->fd, NULL); 		close(stat->fd); 		free(stat); 	} 	else 	{ 		perror("read"); 	}  }   void welcome_response_handler(ConnectStat * stat) { 	const char * welcome_content = "\ <html lang=\"zh-CN\">\n\ <head>\n\ <meta content=\"text/html; charset=utf-8\" http-equiv=\"Content-Type\">\n\ <title>This is a test</title>\n\ </head>\n\ <body>\n\ <div align=center height=\"500px\" >\n\ <br/><br/><br/>\n\ <h2>大家好，欢迎来到奇牛学院VIP 课！</h2><br/><br/>\n\ <form action=\"commit\" method=\"post\">\n\ 尊姓大名: <input type=\"text\" name=\"name\" />\n\ <br/>芳龄几何: <input type=\"password\" name=\"age\" />\n\ <br/><br/><br/><input type=\"submit\" value=\"提交\" />\n\ <input type=\"reset\" value=\"重置\" />\n\ </form>\n\ </div>\n\ </body>\n\ </html>";  	char sendbuffer[4096]; 	char content_len[64];  	strcpy(sendbuffer, main_header); 	snprintf(content_len, 64, "Content-Length: %d\r\n\r\n", (int)strlen(welcome_content)); 	strcat(sendbuffer, content_len); 	strcat(sendbuffer, welcome_content); 	printf("send reply to client \n%s", sendbuffer);  	write(stat->fd, sendbuffer, strlen(sendbuffer));  	stat->_ev.events = EPOLLIN; 	//stat->_ev.data.ptr = stat; 	epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, stat->fd, &stat->_ev);   }   void commit_respone_handler(ConnectStat * stat) { 	const char * commit_content = "\ <html lang=\"zh-CN\">\n\ <head>\n\ <meta content=\"text/html; charset=utf-8\" http-equiv=\"Content-Type\">\n\ <title>This is a test</title>\n\ </head>\n\ <body>\n\ <div align=center height=\"500px\" >\n\ <br/><br/><br/>\n\ <h2>欢迎学霸同学&nbsp;%s &nbsp;,你的芳龄是&nbsp;%s！</h2><br/><br/>\n\ </div>\n\ </body>\n\ </html>\n";  	char sendbuffer[4096]; 	char content[4096]; 	char content_len[64]; 	int len = 0;  	len = snprintf(content, 4096, commit_content, stat->name, stat->age); 	strcpy(sendbuffer, main_header); 	snprintf(content_len, 64, "Content-Length: %d\r\n\r\n", len); 	strcat(sendbuffer, content_len); 	strcat(sendbuffer, content); 	printf("send reply to client \n%s", sendbuffer);  	write(stat->fd, sendbuffer, strlen(sendbuffer));  	stat->_ev.events = EPOLLIN; 	//stat->_ev.data.ptr = stat; 	epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, stat->fd, &stat->_ev); }

注意:

1.由accept函数产生的listen_sock只有一个，可以把它看作是一个信箱；epoll_wait函数监听的文件描述符只有两种可能:

a.监听客户端连接发起的listen_sock(唯一)

b.与客户端建立连接的文件描述符(每个客户端独对应一个)

for (i = 0; i < num; i++) { 	ConnectStat* stat = (ConnectStat*)revs[i].data.ptr;//获取函数参数  	int rsock = stat->fd; //准确获取哪个事件的描述符 	//listen_sock只能有一个（代表信箱） 	if (rsock == listen_sock && (revs[i].events) && EPOLLIN) //如果是初始的 就接受，建立链接 	{ 		int new_fd = accept(listen_sock, (struct sockaddr*)&peer, &len);  		if (new_fd > 0) 		{ 			printf("get a new client:%s:%d\n", inet_ntoa(peer.sin_addr), ntohs(peer.sin_port)); 			//sleep(1000); 			connect_handle(new_fd); 		} 	} 	else // 接下来对num - 1 个事件处理 	{ 		if (revs[i].events & EPOLLIN) 		{ 			do_http_request((ConnectStat*)revs[i].data.ptr); 		} 		else if (revs[i].events & EPOLLOUT) 		{ 			do_http_respone((ConnectStat*)revs[i].data.ptr); 		} 		else 		{ 		} 	} }

上面这段代码遍历就绪事件的数组revs[],判断事件对应的文件描述符是否是listen_sock：

a.若是listen_sock，则表示有客户端要建立连接,则调用accept函数接收连接,并调用connect_handle函数添加新的事件。

void connect_handle(int new_fd) { 	ConnectStat* stat = stat_init(new_fd); 	set_nonblock(new_fd);  	stat->_ev.events = EPOLLIN; 	stat->_ev.data.ptr = stat;  	epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, new_fd, &stat->_ev);    //二次托管  }

b.若不是listen_sock,则是已经建立连接的事件，则调用request和response函数，接收客户端传来的数据或者对客户端进行回应

if (revs[i].events & EPOLLIN) { 				do_http_request((ConnectStat*)revs[i].data.ptr); } else if (revs[i].events & EPOLLOUT) { 				do_http_respone((ConnectStat*)revs[i].data.ptr); } else { }

request表示从客户端读取数据并处理，response表示对客户端进行回应。

do_http_request函数如下:

void do_http_request(ConnectStat* stat) {  	//读取和解析http 请求 	char buf[4096]; 	char* pos = NULL; 	//while  header \r\n\r\ndata 	ssize_t _s = read(stat->fd, buf, sizeof(buf) - 1); 	if (_s > 0) 	{ 		buf[_s] = '\0'; 		printf("receive from client:%s\n", buf);  		pos = buf;  		//Demo 仅仅演示效果，不做详细的协议解析 		if (!strncasecmp(pos, "GET", 3)) { 			stat->handler = welcome_response_handler; 		} 		else if (!strncasecmp(pos, "Post", 4)) { 			//获取 uri 			printf("---Post----\n"); 			pos += strlen("Post"); 			while (*pos == ' ' || *pos == '/') ++pos;  			if (!strncasecmp(pos, "commit", 6)) {//获取名字和年龄 				int len = 0;  				printf("post commit --------\n"); 				pos = strstr(buf, "\r\n\r\n"); 				char* end = NULL; 				if (end = strstr(pos, "name=")) { 					pos = end + strlen("name="); 					end = pos; 					while (('a' <= *end && *end <= 'z') || ('A' <= *end && *end <= 'Z') || ('0' <= *end && *end <= '9'))	end++; 					len = end - pos; 					if (len > 0) { 						memcpy(stat->name, pos, end - pos); 						stat->name[len] = '\0'; 					} 				}  				if (end = strstr(pos, "age=")) { 					pos = end + strlen("age="); 					end = pos; 					while ('0' <= *end && *end <= '9')	end++; 					len = end - pos; 					if (len > 0) { 						memcpy(stat->age, pos, end - pos); 						stat->age[len] = '\0'; 					} 				} 				stat->handler = commit_respone_handler;  			} 			else { 				stat->handler = welcome_response_handler; 			}  		} 		else { 			stat->handler = welcome_response_handler; 		}  		//生成处理结果 html ,write  		stat->_ev.events = EPOLLOUT; 		//stat->_ev.data.ptr = stat; 		epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, stat->fd, &stat->_ev);    //二次托管 	} 	else if (_s == 0)  //client:close 	{ 		printf("client: %d close\n", stat->fd); 		epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, stat->fd, NULL); 		close(stat->fd); 		free(stat); 	} 	else 	{ 		perror("read"); 	}  }

调用read从客户端读取数据并分析:

1.读取长度若为0，表示客户端已经关闭，删除对应的事件并关闭描述符

2.读取长度不为0，根据客户端发送的不同请求(GET/POST)设置事件对应的执行函数，并将事件改成EPOLLOUT表示向客户端输出数据。

do_http_response函数代码如下:

void do_http_respone(ConnectStat* stat) { 	stat->handler(stat); }

很简单，执行事件数据函数（该函数由do_http_request在分析客户端发来的请求时设置）。

水平触发和边缘触发

Level_triggered(水平触发)：当被监控的文件描述符上有可读写事件发生时，epoll_wait()会通知处理程序去读写。如果这次没有把数据一次性全部读写完(如读写缓冲区太小)，那么下次调用 epoll_wait()时，它还会通知你在上没读写完的文件描述符上继续读写，当然如果你一直不去读写，它会一直通知你！！！如果系统中有大量你不需要读写的就绪文件描述符，而它们每次都会返回，这样会大大降低处理程序检索自己关心的就绪文件描述符的效率！！！  

设置方式: 默认即水平触发 

Edge_triggered(边缘触发)：当被监控的文件描述符上有可读写事件发生时，epoll_wait()会通知处理程序去读写。如果这次没有把数据全部读写完(如读写缓冲区太小)，那么下次调用epoll_wait()时，它不会通知你，也就是它只会通知你一次，直到该文件描述符上出现第二次可读写事件才会通知你！！！这种模式比水平触发效率高，系统不会充斥大量你不关心的就绪文件描述符！！！ 设置方式: stat->_ev.events = EPOLLIN | EPOLLET

关键问题

如何解决事件与 连接socket句柄挂钩，快速完成检索？    

如何突破 系统默认状态最多允许 1024 个连接限制？    

cmd输入

ulimit -a

差距查看open files

表示进程可打开的文件句柄数最大值

使用

ulimit -n 100000

进行修改

epoll 监听的事件没有超时处理机制，如何处理？

参考epoll框架

高并发epoll的封装

源代码在Github仓库中:

本来想传的，弄了半天一直传不上给我整笑了😓

代码剖析

global.h

struct _fde {     unsigned int type;//类型     u_short local_port;//本地端口     u_short remote_port;//远程端口     struct in_addr local_addr;//本地地址       char ipaddr[16];		/* dotted decimal address of peer */             PF *read_handler;//读处理函数指针     void *read_data;//读的数据     PF *write_handler;//写处理的函数指针     void *write_data;//写的数据     PF *timeout_handler;//超时处理的...     time_t timeout;//超时阈值     void *timeout_data; };

定义了和文件描述符相关的信息

extern fde *fd_table;

fd_table数组用来保存每一个文件句柄的信息.

eg:fd_table[1]  表示fd=1对应的文件句柄的信息

/*系统时间相关,设置成全局变量，供所有模块使用*/ extern struct timeval current_time; extern double current_dtime; extern time_t sys_curtime;

定义了一些时间变量，用于超时处理.

/* epoll 相关接口实现 */ extern void do_epoll_init(int max_fd); extern void do_epoll_shutdown(); extern void epollSetEvents(int fd, int need_read, int need_write); extern int do_epoll_select(int msec);

定义了epoll相关的一些接口.

/*框架外围接口*/ void comm_init(int max_fd); extern int comm_select(int msec); extern inline void comm_call_handlers(int fd, int read_event, int write_event); void  commUpdateReadHandler(int fd, PF * handler, void *data); void commUpdateWriteHandler(int fd, PF * handler, void *data);

定义了框架的外围接口

com_epoll.c

定义了一些全局变量:

/* epoll structs */ static int kdpfd; static struct epoll_event events[MAX_EVENTS];//传入epoll_wait做参数 static int epoll_fds = 0;//目前在监听的文件句柄总数 static unsigned *epoll_state;	/* 保存每个epoll 的事件状态 */

为什么这里要设置epoll_state数组?

我们可以调用epoll_ctl函数来添加、修改、删除事件，但是对于具体的事件监听状态是难以获知的。

我们需要设置一个数组来获取每一个文件句柄对应的事件状态，以便进行修改（setEpollEvnet函数） 

static const char * epolltype_atoi(int x)//把epolltpye类型转为字符串类型 {     switch (x) {      case EPOLL_CTL_ADD: 	return "EPOLL_CTL_ADD";      case EPOLL_CTL_DEL: 	return "EPOLL_CTL_DEL";      case EPOLL_CTL_MOD: 	return "EPOLL_CTL_MOD";      default: 	return "UNKNOWN_EPOLLCTL_OP";     } }

将epoll_wait的相关命令转变为对应的字符形式

void do_epoll_init(int max_fd) {           kdpfd = epoll_create(max_fd);     if (kdpfd < 0) 	  fprintf(stderr,"do_epoll_init: epoll_create(): %s\n", xstrerror());     //fd_open(kdpfd, FD_UNKNOWN, "epoll ctl");     //commSetCloseOnExec(kdpfd);      epoll_state = calloc(max_fd, sizeof(*epoll_state));//状态数组，保存每一个event的状态     //epoll_state[fd] 访问fd对应事件的状态 }

对于epoll_create进行分装，传入最大文件描述符 ,

并初始化数组epoll_state用来存放每一个事件的状态：

void do_epoll_shutdown() {          close(kdpfd);     kdpfd = -1;     safe_free(epoll_state); }

关闭epoll句柄，并释放事件状态数组所占内存。

void epollSetEvents(int fd, int need_read, int need_write) {     int epoll_ctl_type = 0;     struct epoll_event ev;      assert(fd >= 0);     debug(5, 8) ("commSetEvents(fd=%d)\n", fd);  	memset(&ev, 0, sizeof(ev));          ev.events = 0;     ev.data.fd = fd;      if (need_read) 	ev.events |= EPOLLIN;      if (need_write) 	ev.events |= EPOLLOUT;      if (ev.events)//EPOLLHUP、EPOLLERR为必设状态 	ev.events |= EPOLLHUP | EPOLLERR;      //自动判断epoll_ctl的op类型     if (ev.events != epoll_state[fd]) { 	/* If the struct is already in epoll MOD or DEL, else ADD */ 	if (!ev.events) { 	    epoll_ctl_type = EPOLL_CTL_DEL; 	} else if (epoll_state[fd]) { 	    epoll_ctl_type = EPOLL_CTL_MOD; 	} else { 	    epoll_ctl_type = EPOLL_CTL_ADD; 	}  	//更新数组 	epoll_state[fd] = ev.events;  	if (epoll_ctl(kdpfd, epoll_ctl_type, fd, &ev) < 0) { 	    debug(5, 1) ("commSetEvents: epoll_ctl(%s): failed on fd=%d: %s\n", 		epolltype_atoi(epoll_ctl_type), fd, xstrerror()); 	} 	switch (epoll_ctl_type) { 	case EPOLL_CTL_ADD: 	    epoll_fds++; 	    break; 	case EPOLL_CTL_DEL: 	    epoll_fds--; 	    break; 	default: 	    break; 	}     } }

实现对于epoll_ctl函数的封装

由传入的need_read、need_write参数决定事件是要读还是写,并且无论是读还是写，

无论是读还是写都设置EPOLLHUP和EPOLLERR

  • EPOLLHUP：表示该文件描述符的连接被挂起，通常是指连接断开或者对方关闭连接。
  • EPOLLERR：表示该文件描述符发生错误，例如连接出现错误、连接被重置等。

数组epoll_state中存储了在调用epollSetEvents之前，fd对应的事件状态，这里通过比较事件状态的新值(存储在新创建的ev中)和旧值(存储在event_state数组中)来决定是新增、修改或删除事件状态：

 //自动判断epoll_ctl的op类型  if (ev.events != epoll_state[fd]) { 	/* If the struct is already in epoll MOD or DEL, else ADD */ 	if (!ev.events) {//新事件状态为0，则要进行删除   epoll_ctl_type = EPOLL_CTL_DEL; 	} else if (epoll_state[fd]) {//新、旧事件状态不为0,则要进行修改   epoll_ctl_type = EPOLL_CTL_MOD; 	} else {//旧事件状态为0，则进行添加   epoll_ctl_type = EPOLL_CTL_ADD; 	}

并且要更新epoll_state数组实现同步:

epoll_state[fd] = ev.events;

最后调用epoll_ctl函数，并更新一些全局变量:

if (epoll_ctl(kdpfd, epoll_ctl_type, fd, &ev) < 0) {     debug(5, 1) ("commSetEvents: epoll_ctl(%s): failed on fd=%d: %s\n", 	epolltype_atoi(epoll_ctl_type), fd, xstrerror()); } switch (epoll_ctl_type) { case EPOLL_CTL_ADD:     epoll_fds++;     break; case EPOLL_CTL_DEL:     epoll_fds--;     break; default:     break; }

int do_epoll_select(int msec) {     int i;     int num;     int fd;     struct epoll_event *cevents;      /*if (epoll_fds == 0) { 	assert(shutting_down); 	return COMM_SHUTDOWN;     }     statCounter.syscalls.polls++;     */     num = epoll_wait(kdpfd, events, MAX_EVENTS, msec);     if (num < 0) { 	getCurrentTime(); 	if (ignoreErrno(errno))//可以忽略的错误 	    return COMM_OK;  	debug(5, 1) ("comm_select: epoll failure: %s\n", xstrerror()); 	return COMM_ERROR;     }     //statHistCount(&statCounter.select_fds_hist, num);      if (num == 0) 	return COMM_TIMEOUT;     //num表示事件就绪的句柄数目     for (i = 0, cevents = events; i < num; i++, cevents++) { 		fd = cevents->data.fd; 		comm_call_handlers(fd, cevents->events & ~EPOLLOUT, cevents->events & ~EPOLLIN);//是否有读事件？是否有写事件?     }      return COMM_OK; }

对epoll_wait函数进行封装：

a.epoll_wait返回值<0表示出错，判断是否是可忽略的错误，若是可忽略的错误则返回COMM_OK,否则返回COMM_ERROR

b.返回值=0表示超时，返回COMM_TIMEOUT

c.返回值num>0表示有事件可以处理，可处理的事件会放在events数组中0~num-1的位置，遍历数组，执行相应的事件处理函数

comm_call_handlers函数如下:

inline void comm_call_handlers(int fd, int read_event, int write_event) {     fde *F = &fd_table[fd];          debug(5, 8) ("comm_call_handlers(): got fd=%d read_event=%x write_event=%x F->read_handler=%p F->write_handler=%p\n" 	,fd, read_event, write_event, F->read_handler, F->write_handler);     if (F->read_handler && read_event) { 	    PF *hdl = F->read_handler; 	    void *hdl_data = F->read_data; 	    /* If the descriptor is meant to be deferred, don't handle */  		debug(5, 8) ("comm_call_handlers(): Calling read handler on fd=%d\n", fd); 		//commUpdateReadHandler(fd, NULL, NULL); 		hdl(fd, hdl_data);     } 	     if (F->write_handler && write_event) { 	 	    PF *hdl = F->write_handler; 	    void *hdl_data = F->write_data; 	 	    //commUpdateWriteHandler(fd, NULL, NULL); 	    hdl(fd, hdl_data);     } }

为fd对应的事件执行相应的读处理/写处理函数

common.c

time_t getCurrentTime(void)//获取时间戳，用来做超时处理 {     gettimeofday(&current_time, NULL);     current_dtime = (double) current_time.tv_sec + 	(double) current_time.tv_usec / 1000000.0;     return sys_curtime = current_time.tv_sec; }

获取当前时间戳，并以秒为单位返回（用来做超时处理）；同时还将时间戳以双精度浮点数的形式存储在current'_dtime中

current_time.tv_usec/1000000.0表示将微秒转换为秒

int commSetTimeout(int fd, int timeout, PF * handler, void *data)//设置超时处理函数 {     fde *F;     debug(5, 3) ("commSetTimeout: FD %d timeout %d\n", fd, timeout);     assert(fd >= 0);     assert(fd < Biggest_FD);     F = &fd_table[fd];  	     if (timeout < 0) {//表示不执行超时处理 	F->timeout_handler = NULL; 	F->timeout_data = NULL; 	return F->timeout = 0;     }     assert(handler || F->timeout_handler);     if (handler || data) { 	F->timeout_handler = handler; 	F->timeout_data = data;     }     return F->timeout = sys_curtime + (time_t) timeout; }

设置超时处理函数:

timeout的单位是秒，timeout<0表示不进行超时处理

超时的时间设置为当前的时间+timeout（当时间达到了F->timeout就执行超时处理函数）

int comm_select(int msec) {     static double last_timeout = 0.0;     int rc;     double start = current_dtime;      debug(5, 3) ("comm_select: timeout %d\n", msec);      if (msec > MAX_POLL_TIME) 	msec = MAX_POLL_TIME;       //statCounter.select_loops++;     /* Check timeouts once per second */     if (last_timeout + 0.999 < current_dtime) { 	last_timeout = current_dtime; 	checkTimeouts();//checkTimeouts一秒钟调用一次     } else { 	int max_timeout = (last_timeout + 1.0 - current_dtime) * 1000; 	if (max_timeout < msec) 	    msec = max_timeout;     }     //comm_select_handled = 0;      rc = do_epoll_select(msec);       getCurrentTime();     //statCounter.select_time += (current_dtime - start);      if (rc == COMM_TIMEOUT) 	debug(5, 8) ("comm_select: time out\n");      return rc; }

执行一个事件选择操作，控制超时时间，实时更新时间戳，并执行相应的超时检查和处理。

重点是下面这一部分：

/* Check timeouts once per second */ if (last_timeout + 0.999 < current_dtime) { last_timeout = current_dtime; checkTimeouts();//checkTimeouts一秒钟调用一次 } else { int max_timeout = (last_timeout + 1.0 - current_dtime) * 1000; if (max_timeout < msec)     msec = max_timeout; } //comm_select_handled = 0;  rc = do_epoll_select(msec);   getCurrentTime();

这一部分保证了checkTimeouts函数（处理超时事件）每秒执行一次

static void checkTimeouts(void)//处理超时事件 {     int fd;     fde *F = NULL;     PF *callback;      for (fd = 0; fd <= Biggest_FD; fd++) { 	F = &fd_table[fd]; 	/*if (!F->flags.open) 	    continue; 	*/ 	 	if (F->timeout == 0) 	    continue; 	if (F->timeout > sys_curtime) 	    continue; 	debug(5, 5) ("checkTimeouts: FD %d Expired\n", fd); 	 	if (F->timeout_handler) { 	    debug(5, 5) ("checkTimeouts: FD %d: Call timeout handler\n", fd); 	    callback = F->timeout_handler; 	    F->timeout_handler = NULL; 	    callback(fd, F->timeout_data); 	} else { 	    debug(5, 5) ("checkTimeouts: FD %d: Forcing comm_close()\n", fd); 	    comm_close(fd); 	}     } }

如果有事件超时，则执行处理函数

void commUpdateReadHandler(int fd, PF * handler, void *data) {     fd_table[fd].read_handler = handler;     fd_table[fd].read_data = data;          epollSetEvents(fd,1,0); //设置读事件 }  void commUpdateWriteHandler(int fd, PF * handler, void *data) {     fd_table[fd].write_handler = handler;     fd_table[fd].write_data = data; 	     epollSetEvents(fd,0,1);  }

主要是对事件的处理函数进行注册;

fd_table[fd].read_handler = handler;//指定事件对应的读处理函数
fd_table[fd].read_data = data;//指定事件对应的读处理函数的参数

 epollSetEvents(fd,1,0); //设置读事件

LIBEVENT框架——解决了C10K问题

C10K 问题：并发能力突破不了1万连接

libevent是一个轻量级的开源的高性能的事件触发的网络库，适用于windows、linux、bsd等多种平台，内部使用select、epoll、kqueue等系统调用管理事件机制。

它被众多的开源项目使用，例如大名鼎鼎的memcached等。

特点：

事件驱动，高性能;

轻量级，专注于网络(相对于ACE);

开放源码，代码相当精炼、易读;

跨平台，支持Windows、Linux、BSD和Mac OS;

支持多种I/O多路复用技术（epoll、poll、dev/poll、select和kqueue等），在不同的操作系统下，做了多路复用模型的抽象，可以选择使用不同的模型，通过事件函数提供服务;

支持I/O，定时器和信号等事件;

采用Reactor模式

libevent是一个典型的reactor模式的实现。

普通的函数调用机制：程序调用某个函数，函数执行，程序等待，函数将结果返回给调用程序（如果含有函数返回值的话），也就是顺序执行的。

Reactor模式的基本流程：应用程序需要提供相应的接口并且注册到reactor反应器上，如果相应的事件发生的话，那么reactor将自动调用相应的注册的接口函数（类似于回调函数）通知你，所以libevent是事件触发的网络库。

libevent的功能

Libevent提供了事件通知，io缓存事件，定时器，超时，异步解析dns，事件驱动的http server以及一个rpc框架。

事件通知：当文件描述符可读可写时将执行回调函数。

IO缓存：缓存事件提供了输入输出缓存，能自动的读入和写入，用户不必直接操作io。

定时器：libevent提供了定时器的机制，能够在一定的时间间隔之后调用回调函数。

信号：触发信号，执行回调。

异步的dns解析：libevent提供了异步解析dns服务器的dns解析函数集。

事件驱动的http服务器：libevent提供了一个简单的，可集成到应用程序中的HTTP服务器。

RPC客户端服务器框架：libevent为创建RPC服务器和客户端创建了一个RPC框架，能自动的封装和解封数据结构。

libevent实战

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