epoll的ET模式与LT模式
1. epoll的ET模式与LT模式
epoll对文件描述符有两种操作模式:
- LT(level trigger水平模式)
- ET(edge trigger边缘模式)
简单来讲,LT是epoll的默认操作模式,当epoll_wait函数检测到有事件发生并将通知应用程序,而应用程序不一定必须立即进行处理,这样epoll_wait函数再次检测到此事件的时候还会通知应用程序,直到事件被处理。
而ET模式,只要epoll_wait函数检测到事件发生,通知应用程序立即进行处理,后续的epoll_wait函数将不再检测此事件。因此ET模式在很大程度上降低了同一个事件被epoll触发的次数,因此效率比LT模式高
通俗的说调用epoll_wait函数就像上学时组长催你交作业,在LT模式下,你的小组长见你一次就会催你交一次作业。而ET模式下,你的组长只通知你交一次作业,之后都不会再通知你交作业。
客户端向服务器端发送数据,服务器把数据显示出来,一次读十个字节
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <assert.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <iostream>
using namespace std;
#define MAX_EVENT_NUMBER 1024
#define BUFFER_SIZE 10
#define SERV_PORT 6666
//将文件设置为非阻塞
int setnonblocking(int fd){
int old_option = fcntl(fd,F_GETFL);
int new_option = old_option | O_NONBLOCK;
fcntl(fd,F_SETFL,new_option);
return old_option;
}
//将文件描述符fd上的EPOLLIN注册到epollfd指示的epoll内核事件表中,参数enable_et指定是否对fd启用ET模式
void addfd(int epolled,int fd,bool enable_et){
epoll_event event;
event.events = EPOLLIN;
event.data.fd = fd;
if(enable_et){
event.events |= EPOLLET;
}
epoll_ctl(epolled,EPOLL_CTL_ADD,fd,&event);
setnonblocking(fd);
}
//LT模式的工作流程
void lt(epoll_event* events,int number,int epollfd,int listenfd){
char buf[BUFFER_SIZE];
for(int i = 0;i < number;i++){
int sockfd = events[i].data.fd;
if(sockfd == listenfd){
//连接客户端
struct sockaddr_in client_address;
socklen_t client_address_len = sizeof(client_address);
int connfd = accept(listenfd,(struct sockaddr*)&client_address,&client_address_len);
addfd(epollfd,connfd,false);//对connfd禁用ET模式
}else if(events[i].events & EPOLLIN){
//只要sockfd读缓存中还有未读出的数据,这段代码就被触发
cout << " event trigger once " << endl;
memset(buf,'\0',BUFFER_SIZE);
int ret = recv(sockfd,buf,BUFFER_SIZE-1,0);
if(ret <= 0){
close(sockfd);
continue;
}
cout << " get " << ret << " bytes of content: " << buf << endl;
}else{
cout << "something else happend " << endl;
}
}
}
void et(epoll_event* events,int number,int epollfd,int listenfd){
for(int i = 0;i < number;i++){
int sockfd = events[i].data.fd;
if(sockfd == listenfd){
struct sockaddr_in client_address;
socklen_t client_address_len = sizeof(client_address);
int connfd = accept(listenfd,(struct sockaddr*)&client_address,&client_address_len);
addfd(epollfd,connfd,true);//开启ET模式
}else if(events[i].events & EPOLLIN){
//这段代码不会被重复触发,所以循环读取数据,确保把sockfd读缓存中的数据全部读出
cout << "event trigger once" << endl;
while(1){
memset(buf,'\0',BUFFER_SIZE);
int ret = recv(sockfd,buf,BUFFER_SIZE-1,0);
if(ret < 0){
//对于非阻塞IO,下面的条件成立表示数据已经全部读取完毕,此后epoll就能再次触发sockfd上的EPOLLIN事件,以驱动下次读操作
if((errno == EAGAIN) || (errno == EWOULDBLOCK)){
cout << "read later" << endl;
break;
}
close(sockfd);
break;
}else if(ret == 0){
close(sockfd);
}else{
cout << " get " << ret << " bytes of content: " << buf << endl;
}
}
}else{
cout << "something else happend!" << endl;
}
}
}
int main(){
struct sockaddr_in address;
bzero(&address,sizeof(address));
address.sin_family = AF_INET;
address.sin_port = htons(SERV_PORT);
address.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
int listenfd = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
assert(listenfd >= 0);
int reuse = 1;//本地地址复用
setsockopt(listenfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&reuse,sizeof(reuse));
int ret = bind(listenfd,(struct sockaddr*)&address,sizeof(address));
assert(ret != -1);
ret = listen(listenfd,5);
assert(ret != -1);
epoll_event events[MAX_EVENT_NUMBER];
int epollfd = epoll_create(5);
assert(epollfd != -1);
addfd(epollfd,listenfd,true);
while(1){
int ret = epoll_wait(epollfd,events,MAX_EVENT_NUMBER,-1);
if(ret < 0 ){
perror("epoll_wait error");
exit(1);
}
cout << "启用LT模式:"
lt(events,ret,epollfd,listenfd);//LT模式
//cout << "启用LT模式:" << endl;
//et(events,ret,epollfd,listenfd);//ET模式
}
return 0;
}
ET模式
-
客户端
-
服务器端
LT模式
-
客户端
-
服务器端
2. poll和epoll在索引文描述符上的区别
poll
poll和select一样都采用轮询方式,即每次调用都要扫描整个注册文件描述符集合,并将其中就绪的文件描述符返回给用户程序,因此它们检测就绪事件的时间复杂度为O(n)
int ret = poll(fds,MAX_EVENTS_NUMBER,-1);
//poll必须遍历所有已经注册的文件描述符,并找到其中的就绪者
for(int i = 0; i < MAX_EVENTS_NUMBER;i++){
//判断第i个文件描述符是否就绪
if(fds[i].revents & POLLIN){
int sockfd = fds[i].fd;
//处理sockfd
}
}
epoll
epoll_wait函数如果检查到事件,就将所有就绪的事件从内核事件表中复制到它的第二个参数events指向的数组中。这个数组只用于输出epoll_wait检测到的就绪事件。
采用回调的方式,内核检测到就绪事件的文件描述符时,将出发回调函数,回调函数就将该文件描述符上对应的事件插入内核就绪队列,内核最后在合适的时机将就绪事件队列中的内容拷贝到用户空间。时间复杂度为O(1)。
int ret = epoll_wait(epollfd,events,MAX_EVENTS_NUMBER,-1);
//采用回调方式
//仅遍历就绪的ret个文件描述符
for(int i = 0;i < ret i++){
int sockfd = events[i].data.fd;
//sockfd肯定是就绪的,可以直接处理
}