1 /* 2 * epoll基于非阻塞I/O事件驱动 3 */ 4 #include <stdio.h> 5 #include <sys/socket.h> 6 #include <sys/epoll.h> 7 #include <arpa/inet.h> 8 #include <fcntl.h> 9 #include <unistd.h> 10 #include <errno.h> 11 #include <string.h> 12 #include <stdlib.h> 13 #include <time.h> 14 15 #define MAX_EVENTS 1024 //监听上限数 16 #define BUFLEN 4096 17 #define SERV_PORT 8080 18 19 void recvdata(int fd, int events, void *arg); 20 void senddata(int fd, int events, void *arg); 21 22 /* 描述就绪文件描述符相关信息 */ 23 24 struct myevent_s { 25 int fd; //要监听的文件描述符 26 int events; //对应的监听事件 27 void *arg; //泛型参数 28 void (*call_back)(int fd, int events, void *arg); //回调函数 29 int status; //是否在监听:1->在红黑树上(监听), 0->不在(不监听) 30 char buf[BUFLEN]; 31 int len; 32 long last_active; //记录每次加入红黑树 g_efd 的时间值 33 }; 34 35 int g_efd; //全局变量, 保存epoll_create返回的文件描述符 36 struct myevent_s g_events[MAX_EVENTS+1]; //自定义结构体类型数组. +1-->listen fd 37 38 39 /*将结构体 myevent_s 成员变量 初始化*/ 40 41 void eventset(struct myevent_s *ev, int fd, void (*call_back)(int, int, void *), void *arg) 42 { 43 ev->fd = fd; 44 ev->call_back = call_back; 45 ev->events = 0; 46 ev->arg = arg; 47 ev->status = 0; 48 //memset(ev->buf, 0, sizeof(ev->buf)); 49 //ev->len = 0; 50 ev->last_active = time(NULL); //调用eventset函数的时间 51 52 return; 53 } 54 55 /* 向 epoll监听的红黑树 添加一个 文件描述符 */ 56 57 void eventadd(int efd, int events, struct myevent_s *ev) 58 { 59 struct epoll_event epv = {0, {0}}; 60 int op; 61 epv.data.ptr = ev; 62 epv.events = ev->events = events; //EPOLLIN 或 EPOLLOUT 63 64 if (ev->status == 1) { //已经在红黑树 g_efd 里 65 op = EPOLL_CTL_MOD; //修改其属性 66 } else { //不在红黑树里 67 op = EPOLL_CTL_ADD; //将其加入红黑树 g_efd, 并将status置1 68 ev->status = 1; 69 } 70 71 if (epoll_ctl(efd, op, ev->fd, &epv) < 0) //实际添加/修改 72 printf("event add failed [fd=%d], events[%d]\n", ev->fd, events); 73 else 74 printf("event add OK [fd=%d], op=%d, events[%0X]\n", ev->fd, op, events); 75 76 return ; 77 } 78 79 /* 从epoll 监听的 红黑树中删除一个 文件描述符*/ 80 81 void eventdel(int efd, struct myevent_s *ev) 82 { 83 struct epoll_event epv = {0, {0}}; 84 85 if (ev->status != 1) //不在红黑树上 86 return ; 87 88 epv.data.ptr = ev; 89 ev->status = 0; //修改状态 90 epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_DEL, ev->fd, &epv); //从红黑树 efd 上将 ev->fd 摘除 91 92 return ; 93 } 94 95 /* 当有文件描述符就绪, epoll返回, 调用该函数 与客户端建立链接 */ 96 // 回调函数 - 监听的文件描述符发送读事件时被调用 97 void acceptconn(int lfd, int events, void *arg) 98 { 99 struct sockaddr_in cin; 100 socklen_t len = sizeof(cin); 101 int cfd, i; 102 103 if ((cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&cin, &len)) == -1) { 104 if (errno != EAGAIN && errno != EINTR) { 105 /* 暂时不做出错处理 */ 106 } 107 printf("%s: accept, %s\n", __func__, strerror(errno)); 108 return ; 109 } 110 111 do { 112 for (i = 0; i < MAX_EVENTS; i++) //从全局数组g_events中找一个空闲元素 113 if (g_events[i].status == 0) //类似于select中找值为-1的元素 114 break; //跳出 for 115 116 if (i == MAX_EVENTS) { 117 printf("%s: max connect limit[%d]\n", __func__, MAX_EVENTS); 118 break; //跳出do while(0) 不执行后续代码 119 } 120 121 int flag = 0; 122 if ((flag = fcntl(cfd, F_SETFL, O_NONBLOCK)) < 0) { //将cfd也设置为非阻塞 123 printf("%s: fcntl nonblocking failed, %s\n", __func__, strerror(errno)); 124 break; 125 } 126 127 /* 给cfd设置一个 myevent_s 结构体, 回调函数 设置为 recvdata */ 128 129 eventset(&g_events[i], cfd, recvdata, &g_events[i]); 130 eventadd(g_efd, EPOLLIN, &g_events[i]); //将cfd添加到红黑树g_efd中,监听读事件 131 132 } while(0); 133 134 printf("new connect [%s:%d][time:%ld], pos[%d]\n", 135 inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port), g_events[i].last_active, i); 136 return ; 137 } 138 139 // 回调函数 - 通信的文件描述符发生读事件时候被调用 140 void recvdata(int fd, int events, void *arg) 141 { 142 struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *)arg; 143 int len; 144 145 len = recv(fd, ev->buf, sizeof(ev->buf), 0); //读文件描述符, 数据存入myevent_s成员buf中 146 147 eventdel(g_efd, ev); //将该节点从红黑树上摘除 148 149 if (len > 0) { 150 151 ev->len = len; 152 ev->buf[len] = '\0'; //手动添加字符串结束标记 153 printf("C[%d]:%s\n", fd, ev->buf); 154 155 eventset(ev, fd, senddata, ev); //设置该 fd 对应的回调函数为 senddata 156 eventadd(g_efd, EPOLLOUT, ev); //将fd加入红黑树g_efd中,监听其写事件 157 158 } else if (len == 0) { 159 close(ev->fd); 160 /* ev-g_events 地址相减得到偏移元素位置 */ 161 printf("[fd=%d] pos[%ld], closed\n", fd, ev-g_events); 162 } else { 163 close(ev->fd); 164 printf("recv[fd=%d] error[%d]:%s\n", fd, errno, strerror(errno)); 165 } 166 167 return; 168 } 169 170 // 回调函数 - 通信的文件描述符发生写事件时候被调用 171 void senddata(int fd, int events, void *arg) 172 { 173 struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *)arg; 174 int len; 175 176 len = send(fd, ev->buf, ev->len, 0); //直接将数据 回写给客户端。未作处理 177 /* 178 printf("fd=%d\tev->buf=%s\ttev->len=%d\n", fd, ev->buf, ev->len); 179 printf("send len = %d\n", len); 180 */ 181 182 if (len > 0) { 183 184 printf("send[fd=%d], [%d]%s\n", fd, len, ev->buf); 185 eventdel(g_efd, ev); //从红黑树g_efd中移除 186 eventset(ev, fd, recvdata, ev); //将该fd的 回调函数改为 recvdata 187 eventadd(g_efd, EPOLLIN, ev); //从新添加到红黑树上， 设为监听读事件 188 189 } else { 190 close(ev->fd); //关闭链接 191 eventdel(g_efd, ev); //从红黑树g_efd中移除 192 printf("send[fd=%d] error %s\n", fd, strerror(errno)); 193 } 194 195 return ; 196 } 197 198 /*创建 socket, 初始化lfd */ 199 200 void initlistensocket(int efd, short port) 201 { 202 int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); 203 fcntl(lfd, F_SETFL, O_NONBLOCK); //将socket设为非阻塞 204 205 /* void eventset(struct myevent_s *ev, int fd, void (*call_back)(int, int, void *), void *arg); */ 206 eventset(&g_events[MAX_EVENTS], lfd, acceptconn, &g_events[MAX_EVENTS]); 207 208 /* void eventadd(int efd, int events, struct myevent_s *ev) */ 209 eventadd(efd, EPOLLIN, &g_events[MAX_EVENTS]); 210 211 struct sockaddr_in sin; 212 memset(&sin, 0, sizeof(sin)); //bzero(&sin, sizeof(sin)) 213 sin.sin_family = AF_INET; 214 sin.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; 215 sin.sin_port = htons(port); 216 217 bind(lfd, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin)); 218 219 listen(lfd, 20); 220 221 return ; 222 } 223 224 int main(int argc, char *argv[]) 225 { 226 unsigned short port = SERV_PORT; 227 228 if (argc == 2) 229 port = atoi(argv[1]); //使用用户指定端口.如未指定,用默认端口 230 231 g_efd = epoll_create(MAX_EVENTS+1); //创建红黑树,返回给全局 g_efd 232 if (g_efd <= 0) 233 printf("create efd in %s err %s\n", __func__, strerror(errno)); 234 235 initlistensocket(g_efd, port); //初始化监听socket 236 237 struct epoll_event events[MAX_EVENTS+1]; //保存已经满足就绪事件的文件描述符数组 238 printf("server running:port[%d]\n", port); 239 240 int checkpos = 0, i; 241 while (1) { 242 /* 超时验证，每次测试100个链接，不测试listenfd 当客户端60秒内没有和服务器通信，则关闭此客户端链接 */ 243 244 long now = time(NULL); //当前时间 245 for (i = 0; i < 100; i++, checkpos++) { //一次循环检测100个。 使用checkpos控制检测对象 246 if (checkpos == MAX_EVENTS) 247 checkpos = 0; 248 if (g_events[checkpos].status != 1) //不在红黑树 g_efd 上 249 continue; 250 251 long duration = now - g_events[checkpos].last_active; //客户端不活跃的时间 252 253 if (duration >= 60) { 254 close(g_events[checkpos].fd); //关闭与该客户端链接 255 printf("[fd=%d] timeout\n", g_events[checkpos].fd); 256 eventdel(g_efd, &g_events[checkpos]); //将该客户端 从红黑树 g_efd移除 257 } 258 } 259 260 /*监听红黑树g_efd, 将满足的事件的文件描述符加至events数组中, 1秒没有事件满足, 返回 0*/ 261 int nfd = epoll_wait(g_efd, events, MAX_EVENTS+1, 1000); 262 if (nfd < 0) { 263 printf("epoll_wait error, exit\n"); 264 break; 265 } 266 267 for (i = 0; i < nfd; i++) { 268 /*使用自定义结构体myevent_s类型指针, 接收 联合体data的void *ptr成员*/ 269 /* 270 typedef union epoll_data { 271 void *ptr; 272 int fd; 273 uint32_t u32; 274 uint64_t u64; 275 } epoll_data_t; 276 277 struct epoll_event { 278 uint32_t events; /* Epoll events 279 epoll_data_t data; /* User data variable 280 }; 281 */ 282 struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *)events[i].data.ptr; 283 284 //events[i].events判断触发事件是否是EPOLLIN，ev->events判断监听事件是否是EPOLLIN 285 if ((events[i].events & EPOLLIN) && (ev->events & EPOLLIN)) { //读就绪事件 286 ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg); 287 } 288 if ((events[i].events & EPOLLOUT) && (ev->events & EPOLLOUT)) { //写就绪事件 289 ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg); 290 } 291 } 292 } 293 294 /* 退出前释放所有资源 */ 295 return 0; 296 }
关于epoll见：Linux网络编程三、 IO操作