轉(zhuǎn)載：http://blog.csdn.net/kkxgx/article/details/7717125

Linux上可以使用不同的I/O模型，我們可以通過(guò)下圖了解常用的I/O模型：同步和異步模型，以及阻塞和非阻塞模型，本文主要分析其中的異步阻塞模型。

一、select使用

這個(gè)模型中配置的是非阻塞I/O,然后使用阻塞select系統(tǒng)調(diào)用來(lái)確定一個(gè)I/O描述符何時(shí)有操作。使用select調(diào)用可以為多個(gè)描述符提供通知，對(duì)于每個(gè)提示符，我們可以請(qǐng)求描述符的可寫(xiě)，可讀以及是否發(fā)生錯(cuò)誤。異步阻塞I/O的系統(tǒng)流程如下圖所示：

使用select常用的幾個(gè)函數(shù)如下：

[cpp]?view plaincopy

FD_ZERO(int?fd,?fd_set*?fds)???

FD_SET(int?fd,?fd_set*?fds)???

FD_ISSET(int?fd,?fd_set*?fds)???

FD_CLR(int?fd,?fd_set*?fds)???

int?select(int?nfds,?fd_set?*readfds,?fd_set?*writefds,?fd_set?*exceptfds,?struct?timeval?*timeout)???

fd_set類型可以簡(jiǎn)單的理解為按bit位標(biāo)記句柄的隊(duì)列。具體的置位、驗(yàn)證可以使用FD_SET,FD_ISSET等宏實(shí)現(xiàn)。在select函數(shù)中，readfds、writefds和exceptfds同時(shí)作為輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)，如果readfds標(biāo)記了一個(gè)位置，則，select將檢測(cè)到該標(biāo)記位可讀。timeout為設(shè)置的超時(shí)時(shí)間。

下面我們來(lái)看如何使用select：

[cpp]?view plaincopy

SOCKADDR_IN?addrSrv;??

int?reuse?=?1;??

SOCKET?sockSrv,connsock;??

SOCKADDR_IN?addrClient;??

pool?pool;??

int?len=sizeof(SOCKADDR);??

/*創(chuàng)建TCP*/??

sockSrv=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);??

/*地址、端口的綁定*/??

??

addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);??

addrSrv.sin_family=AF_INET;??

addrSrv.sin_port=htons(port);??

??

if(bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR))<0)??

{??

????fprintf(stderr,"Failed?to?bind");??

????return?;??

}??

??

if(listen(sockSrv,5)<0)??

{??

????fprintf(stderr,"Failed?to?listen?socket");??

????return?;??

}??

setsockopt(sockSrv,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,(const?char*)&reuse,sizeof(reuse));??

init_pool(sockSrv,&pool);??

while(1)??

{??

????/*通過(guò)selete設(shè)置為異步模式*/??

????pool.ready_set=pool.read_set;??

????pool.nready=select(pool.maxfd+1,&pool.ready_set,NULL,NULL,NULL);??

????if(FD_ISSET(sockSrv,&pool.ready_set))??

????{??

????????connsock=accept(sockSrv,(SOCKADDR?*)&addrClient,&len);??

????????//loadDeal()/*連接處理*/??

????????//printf("test\n");??

????????add_client(connsock,&pool);//添加到連接池??

????}??

????/*檢查是否有事件發(fā)生*/??

????check_client(&pool);??

}??

上面是一個(gè)服務(wù)器代碼的關(guān)鍵部分，設(shè)置為異步的模式，然后接受到連接將其添加到連接池中。監(jiān)聽(tīng)描述符上使用select，接受客戶端的連接請(qǐng)求，在check_client函數(shù)中，遍歷連接池中的描述符，檢查是否有事件發(fā)生。

二、poll使用

poll函數(shù)類似于select，但是其調(diào)用形式不同。poll不是為每個(gè)條件構(gòu)造一個(gè)描述符集，而是構(gòu)造一個(gè)pollfd結(jié)構(gòu)體數(shù)組，每個(gè)數(shù)組元素指定一個(gè)描述符標(biāo)號(hào)及其所關(guān)心的條件。定義如下：

[cpp]?view plaincopy

#include?<sys/poll.h>??

int?poll?(struct?pollfd?*fds,?unsigned?int?nfds,?int?timeout);??

struct?pollfd?{??

int?fd;?/*?file?descriptor?*/??

short?events;?/*?requested?events?to?watch?*/??

short?revents;?/*?returned?events?witnessed?*/??

};??

每個(gè)結(jié)構(gòu)體的events域是由用戶來(lái)設(shè)置，告訴內(nèi)核我們關(guān)注的是什么，而revents域是返回時(shí)內(nèi)核設(shè)置的，以說(shuō)明對(duì)該描述符發(fā)生了什么事件。這點(diǎn)與select不同，select修改其參數(shù)以指示哪一個(gè)描述符準(zhǔn)備好了。在《unix環(huán)境高級(jí)編程》中有一張events取值的表，如下：

POLLIN :可讀除高優(yōu)級(jí)外的數(shù)據(jù)，不阻塞

POLLRDNORM：可讀普通數(shù)據(jù)，不阻塞

POLLRDBAND：可讀O優(yōu)先數(shù)據(jù)，不阻塞

POLLPRI：可讀高優(yōu)先數(shù)據(jù)，不阻塞

POLLOUT ：可寫(xiě)普數(shù)據(jù)，不阻塞

POLLWRNORM：與POLLOUT相同

POLLWRBAND：寫(xiě)非0優(yōu)先數(shù)據(jù)，不阻塞

其次revents還有下面取值

POLLERR ：已出錯(cuò)

POLLHUP：已掛起，當(dāng)以描述符被掛起后，就不能再寫(xiě)向該描述符，但是仍可以從該描述符讀取到數(shù)據(jù)。

POLLNVAL：此描述符并不引用一打開(kāi)文件

對(duì)poll函數(shù)，nfds表示fds中的元素?cái)?shù)，timeout為超時(shí)設(shè)置，單位為毫秒若為0，表示不等待，為-1表示描述符中一個(gè)已經(jīng)準(zhǔn)備好或捕捉到一個(gè)信號(hào)返回，大于0表示描述符準(zhǔn)備好，或超時(shí)返回。函數(shù)返回值返回值若為0，表示沒(méi)有事件發(fā)生，-1表示錯(cuò)誤，并設(shè)置errno，大于0表示有幾個(gè)描述符有事件。

poll的使用和select基本類似。在此不再介紹。poll相對(duì)于是select的優(yōu)勢(shì)是監(jiān)聽(tīng)的描述符數(shù)量沒(méi)有限制。

三、epoll學(xué)習(xí)

epoll有兩種模式,Edge Triggered(簡(jiǎn)稱ET) 和 Level Triggered(簡(jiǎn)稱LT).在采用這兩種模式時(shí)要注意的是,如果采用ET模式,那么僅當(dāng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)才會(huì)通知,而采用LT模式類似于原來(lái)的select/poll操作,只要還有沒(méi)有處理的事件就會(huì)一直通知.

1）epoll數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)介紹：

[cpp]?view plaincopy

typedef?union?epoll_data??

{??

??void????????*ptr;??

??int??????????fd;??

??__uint32_t???u32;??

??__uint64_t???u64;??

}?epoll_data_t;??

??

struct?epoll_event??

{??

??__uint32_t???events;?/*?Epoll?events?*/??

??epoll_data_t?data;???/*?User?data?variable?*/??

};??

常見(jiàn)的事件如下：

EPOLLIN：表示對(duì)描述符的可以讀

EPOLLOUT：表示對(duì)描述符的可以寫(xiě)

EPOLLPRI：表示對(duì)描述符的有緊急數(shù)據(jù)可以讀

EPOLLERR：發(fā)生錯(cuò)誤

EPOLLHUP：掛起

EPOLLET：邊緣觸發(fā)

EPOLLONESHOT：一次性使用，當(dāng)監(jiān)聽(tīng)完這次事件之后，如果還需要繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)這個(gè)socket的話，需要再次把這個(gè)socket加入到EPOLL隊(duì)列里

2）函數(shù)介紹

epoll的三個(gè)函數(shù)

[cpp]?view plaincopy

int?epoll_creae(int?size);??

功能：該函數(shù)生成一個(gè)epoll專用的文件描述符

參數(shù)：size為epoll上能關(guān)注的最大描述符數(shù)

[cpp]?view plaincopy

int?epoll_ctl(int?epfd,?int?op,?int?fd,?struct?epoll_event?*event);??

功能：用于控制某個(gè)epoll文件描述符時(shí)間，可以注冊(cè)、修改、刪除

參數(shù)：epfd由epoll_create生成的epoll專用描述符

? ? op操作：EPOLL_CTL_ADD 注冊(cè) ? EPOLL_CTL_MOD修改 ?EPOLL_DEL刪除

? ? ? ? ? ? fd：關(guān)聯(lián)的文件描述符

? ? evnet告訴內(nèi)核要監(jiān)聽(tīng)什么事件

[cpp]?view plaincopy

int?epoll_wait(int?epfd,struct?epoll_event*events,int?maxevents,int?timeout);??

功能：該函數(shù)等待i/o事件的發(fā)生。

參數(shù)：epfd要檢測(cè)的句柄

? ? ?events：用于回傳待處理時(shí)間的數(shù)組

? ? ?maxevents：告訴內(nèi)核這個(gè)events有多大，不能超過(guò)之前的size

? ? ?timeout：為超時(shí)時(shí)間

使用方法參考：https://banu.com/blog/2/how-to-use-epoll-a-complete-example-in-c/epoll-example.c

epoll支持的FD上限是最大可以打開(kāi)文件的數(shù)目（select面臨這樣的問(wèn)題），IO效率不隨FD數(shù)目增加而線性下降（select、poll面臨的問(wèn)題）使用mmap加速內(nèi)核與用戶空間的消息傳遞。現(xiàn)在libevent封裝了幾種的實(shí)現(xiàn)，可以通過(guò)使用libevent來(lái)實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用。

?本文參考：https://banu.com/blog/2/how-to-use-epoll-a-complete-example-in-c/

? ?http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-edntwk/index.html?ca=drs-

? ? ? ? ? ? ?http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-async/

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的select、poll、epoll使用小结的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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