epoll中et+多线程模式中很重要的EPOLL_ONESHOT实验
因为et模式需要循环读取,但是在读取过程中,如果有新的事件到达,很可能触发了其他线程来处理这个socket,那就乱了。
EPOLL_ONESHOT就是用来避免这种情况。注意在一个线程处理完一个socket的数据,也就是触发EAGAIN errno时候,就应该重置EPOLL_ONESHOT的flag,这时候,新到的事件,就可以重新进入触发流程了。
注:EPOLL_ONESHOT的原理其实是,每次触发事件之后,就将事件注册从fd上清除了,也就不会再被追踪到;下次需要用epoll_ctl的EPOLL_CTL_MOD来手动加上才行。
服务器代码如下:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <assert.h> #include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <pthread.h> #define MAX_EVENT_NUMBER 1024
#define BUFFER_SIZE 1024
struct fds {
int epollfd;
int sockfd;
}; 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;
} void addfd(int epollfd, int fd, bool oneshot) {
epoll_event event;
event.data.fd = fd;
event.events = EPOLLIN | EPOLLET;
if (oneshot) {
event.events |= EPOLLONESHOT;
}
epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event);
setnonblocking(fd);
} void reset_oneshot(int epollfd, int fd) {
epoll_event event;
event.data.fd = fd;
event.events = EPOLLIN | EPOLLET | EPOLLONESHOT;
epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_MOD, fd, &event);
} void* worker(void *arg) {
int sockfd = ((fds*)arg)->sockfd;
int epollfd = ((fds*)arg)->epollfd;
pthread_t pid = pthread_self(); printf("start new thread %u to recv data on fd: %d\n", pid, sockfd);
char buf[BUFFER_SIZE];
memset(buf, '\0', BUFFER_SIZE); while() {
int ret = recv(sockfd, buf, BUFFER_SIZE-, );
if (ret == ) {
close(sockfd);
printf("foreiner closed the connection\n");
break;
}
else if (ret < ) {
if (errno == EAGAIN) {
reset_oneshot(epollfd, sockfd);
printf("EAGAIN read later\n");
break;
}
}
else {
buf[ret] = '\0';
printf("thread %u get content: %s\n", pid, buf);
printf("thread %u about to sleep\n", pid);
sleep();
printf("thread %u back from sleep\n", pid);
}
}
//printf("end thread %u receiving data on fd: %d\n", pid, sockfd); } int main(int argc, char *argv[]) {
if (argc <= ) {
printf("usage: %s port_number [ip_address]\n", basename(argv[]));
return ;
}
int port = atoi(argv[]); int ret = ;
sockaddr_in address;
bzero(&address, sizeof(address));
address.sin_family = AF_INET;
if (argc >= ) {
const char *ip =argv[];
inet_pton(AF_INET, ip, &address.sin_addr);
}
else {
address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
}
address.sin_port = htons(port);
int listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, );
assert(listenfd >= ); ret = bind(listenfd, (sockaddr*)&address, sizeof(address));
assert(ret != -); ret = listen(listenfd, );
assert(ret != -); epoll_event events[MAX_EVENT_NUMBER];
int epollfd = epoll_create();
assert(epollfd != -); addfd(epollfd, listenfd, false); while() {
int ret = epoll_wait(epollfd, events, MAX_EVENT_NUMBER, -);
if (ret < ) {
printf("epoll failure\n");
break;
} for (int i=; i<ret; i++) {
int sockfd = events[i].data.fd;
if (sockfd == listenfd) {
sockaddr_in client_address;
socklen_t client_addrlength = sizeof(client_address);
int connfd = accept(listenfd, (sockaddr*)&client_address,
&client_addrlength); addfd(epollfd, connfd, true);
printf("new connection is added to epollfd\n");
}
else if (events[i].events & EPOLLIN) {
pthread_t thread;
fds fds_for_new_worker;
fds_for_new_worker.epollfd = epollfd;
fds_for_new_worker.sockfd = sockfd;
// new thread
pthread_create(&thread, NULL, worker,
(void*)&fds_for_new_worker);
}
else {
printf("something else happened\n");
}
}
} close(listenfd);
return ; }
以下是使用telnet客户端发送的文本,匀速敲入代码:
$telnet 127.0.0.1
Trying 127.0.0.1...
Connected to 127.0.0.1.
Escape character is '^]'.
hi1
hi2
hi3
hi4
hi5
hi6
hi7
hi8
Connection closed by foreign host.
以下是服务器的运行和输出:
$./epoll_oneshot
new connection is added to epollfd
start new thread to recv data on fd:
thread get content: hi1 thread about to sleep
thread back from sleep
thread get content: hi2
hi3 thread about to sleep
thread back from sleep
thread get content: hi4
hi5
hi6 thread about to sleep
thread back from sleep
thread get content: hi7 thread about to sleep
thread back from sleep
EAGAIN read later
start new thread to recv data on fd:
thread get content: hi8 thread about to sleep
thread back from sleep
EAGAIN read later
^C
最后用Ctrl+C来结束服务器。
可以看出,在hi7文本和hi8文本之间,服务器收到了EAGAIN,表示读取告一段落。而之后的线程id也换成了新线程id。在hi7之前,因为每次服务器sleep结束之后,都还有没有读完的数据,所以线程id始终没有变,始终是同一个线程处理数据。
另外,要注意的是,EPOLL_ONESHOT既可以在et下也可以在lt下设置。效果是一样的,都是同一个fd上面的相同事件只会触发一次。上面是et的例子,对于lt,如果设置了EPOLL_ONESHOT,也是需要把数据读完,然后重置event。而不能像原始lt编程方式那样依赖于事件通知来读取数据了。
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