epoll理解及應用
相較于select函數的epoll函數的特點：
- epoll只在Linux平臺下提供支持，不具有兼容性。
- 無需每次傳遞監視對象信息。
- 無須編寫以監視狀態變化為目的的、針對所有文件描述符的循環語句。
#include <sys/epoll.h>
typedef union epoll_data
{
void *ptr;
int fd;
__uint32_t u32;
__uint64_t u64;
} epoll_data_t;
// 將發生變化的文件描述符集中到一起
struct epoll_event
{
__uint32_t events;
epoll_data_t data;
}
/*
* 創建保存epoll文件描述符的空間
* @params
* size: epoll實例的大小
*/
int epoll_create(int size); // 成功時返回epoll文件描述符，失敗時返回-1
/*
* 向空間注冊或注銷文件描述符
* @params
* epfd: 用于注冊監視對象的epoll例程的文件描述符
* op: 用于指定監視對象的添加、刪除或更改等操作
* fd: 需要注冊的監視對象文件描述符
* event: 監視對象的事件類型
*/
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event); // 成功時返回0，失敗時返回-1
/*
* 等待文件描述符發生變化
* @params
* epfd: 監視對象的epoll例程的文件描述符
* events: 保存發生事件的文件描述符集合的結構體地址值
* maxevents: 第二個參數中可以保存的最大事件數
* timeout: 以ms為時間單位的等待時間，傳遞-1時，一直等待直到發生事件
*/
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout); // 成功時返回發生事件的文件描述符數，失敗時返回-1
# gcc echo_epollserv.c -o echo_epserv
# ./echo_epserv 9190
Connected client: 5
Connected client: 6
Closed client: 5
Closed client: 6
# gcc echo_client.c -o echo_clnt
# ./echo_clnt 127.0.0.1 9190
Connected
Input message (Q to quit): where are you
Message from server: where are you
Input message (Q to quit): q
# ./echo_clnt 127.0.0.1 9190
Connected
Input message (Q to quit): nice to meet you
Message from server: nice to meet you
Input message (Q to quit): q
條件觸發和邊緣觸發
條件觸發：只要輸入緩沖有數據就會一直通知該事件。比如，讀取了一半剩了一半，會再次注冊事件。
# gcc echo_epollserv.c -o echo_epserv
# ./echo_epserv 9190
epoll_wait() return
Connected client: 5
epoll_wait() return
epoll_wait() return
epoll_wait() return
epoll_wait() return
epoll_wait() return
epoll_wait() return
Closed client: 5
# ./echo_clnt 127.0.0.1 9190
Connected
Input message (Q to quit): this is a message
Message from server: this is a message
Input message (Q to quit): q
客戶端基于第四章的echo_client.c做了適當修改，以接受全從服務器端返回的數據。
邊緣觸發：僅注冊一次該事件。即使輸入緩沖中還有數據，也不會再注冊。
將套接字改為非阻塞方式：
#include <fcntl.h>
/*
* @params
* filedes: 屬性更改目標的文件描述符
* cmd: 表示函數調用的目的
*/
int fcntl(int filedes, int cmd, ...); // 成功時返回cmd參數相關值，失敗時返回-1
# gcc echo_EPETserv.c -o echoETserv
# ./echoETserv 9191
epoll_wait() return
Connected client: 5
epoll_wait() return
# ./echo_clnt 127.0.0.1 9191
Connected
Input message (Q to quit): my name is nini
Message from server: my name is nini
Input message (Q to quit): q
習題
- 利用select函數實現服務器端時，代碼層面存在的兩個缺點是？
調用select函數后常見的針對所有文件描述符的循環語句。每次調用 select 函數時都要傳遞監視對象信息。- 無論是select方式還是epoll方式，都需要將監視對象文件描述符信息通過函數調用傳遞給操作系統。請解釋傳遞該信息的原因。
文件描述符是由操作系統管理的，所以必須要借助操作系統才能完成。- select方式和epoll方式的最大差異在于監視對象文件描述符傳遞給操作系統的方式。請說明具體差異，并解釋為何存在這種差異。
select 函數每次調用都要傳遞所有的監視對象信息，select采用這種方法是為了保持兼容性。而epoll函數僅向操作系統傳遞1次監視對象，監視范圍或內容發生變化時只通知發生變化的事項。- 雖然epoll是select的改進方案，但select也有自己的優點。在何種情況下使用select更加合理。
服務器端接入者少。程序應具有兼容性。- epoll是以條件觸發和邊緣觸發方式工作。二者有何差別？從輸入緩沖的角度說明這兩種方式通知事件的時間點差異。
在條件觸發中，只要輸入緩沖有數據，就會一直通知該事件。邊緣觸發中輸入緩沖收到數據時僅注冊1次該事件，即使輸入緩沖中還留有數據，也不會再進行注冊。- 采用邊緣觸發時可以分離數據的接收和處理時間點。請說明其優點和原因。
分離接收數據和處理數據的時間點，給服務端的處理數據的時機帶來很大靈活性。- 18章后做...
我的問題
- 邊緣觸發為什么要用非阻塞套接字？
使用邊緣觸發，讀數據的時候必須讀完。剩余在buffer里的數據并不會使得epoll_wait返回。如果不讀完就去wait，可能之后沒有新事件過來，那么epoll_wait一直不返回，剩在buffer里的數據就讀不到了。而讀完所有數據可能需要很長時間，在這段時間里沒有機會去wait，也沒有機會處理epoll里可能發生的其它事件
使用非阻塞fd，read不會阻塞，read過程中可以繼續去查看epoll中的事件。
使用水平觸發，可以一次讀一點，然后去epoll_wait。只有緩存還有數據，epoll_wait就會立即返回，不會阻塞。這樣可以保證epoll里所有fd的事件都有處理機會。 - str_len小于0為什么還要結合EAGAIN才能確定是沒有數據可讀了？
附錄
[1] Github
