UNIX环境高级编程——select和epoll的区别
select和epoll都用于监听套接口描述字上是否有事件发生,实现I/O复用
select(轮询)
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
int select (int maxfdpl, fd_set* readset, fd_set* writeset, fd_set* exceptset, const struct timeval* timeout)
调用时轮询一次所有描述字,超时时再轮询一次。如果没有描述字准备好,则返回0;中途错误返回-1;有描述字准备好,则将其对应位置为1,其他描述字置为0,返回准备好的描述字个数。
fd_set:整数数组,每个数中的每一位对应一个描述字,其具体大小有内核的FD_SETSIZE(1024)决定。
void FD_ZERO(fd_set* fdset);//clear all bits in fdset
void FD_SET(int fd, fd_set* fdset);//turn on the bit for fd in fdset
void FD_CLR(int fd, fd_set* fdset);//turn off the bit for fd in fdset
int FD_ISSET(int fd, fd_set* fdset);//is the bit for fd on in fdset
epoll(触发)
epoll对监听的每个fd都会有回调函数,当该fd上发生事件时,会调用对应的回调函数。
系列函数:
创建函数:
创建一个epoll句柄,size-监听套接字的数。当创建好epoll句柄后,会占用一个fd值,所以在使用完epoll后,必须调用close()关闭,否则可能导致fd被耗尽。
#include <sys/epoll.h>
int epoll_create(int size);
事件注册函数:
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
第一个参数是epoll_create()的返回值;
第二个参数表示动作,用三个宏来表示:
- EPOLL_CTL_ADD:注册新的fd到epfd中,
- EPOLL_CTL_MOD:修改已经注册的fd的监听事件,
- EPOLL_CTL_DEL:从epfd中删除一个fd;
第三个参数是需要监听的fd;
第四个参数是告诉内核监听事件,struct epoll_event结构如下:
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 */
};
events可以是以下几个宏的集合:
- EPOLLIN :表示对应的文件描述符可以读(包括对端SOCKET正常关闭);
- EPOLLOUT:表示对应的文件描述符可以写;
- EPOLLPRI:表示对应的文件描述符有紧急的数据可读(这里应该表示有带外数据到来);
- EPOLLERR:表示对应的文件描述符发生错误;
- EPOLLHUP:表示对应的文件描述符被挂断;
- EPOLLET: 将EPOLL设为边缘触发(Edge Triggered)模式,这是相对于水平触发(Level Triggered)来说的。
- EPOLLONESHOT:只监听一次事件,当监听完这次事件之后,如果还需要继续监听这个socket的话,需要再次把这个socket加入到EPOLL队列里
使用如下:
struct epoll_event ev;
ev.data.fd=listenfd;
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev);
等待函数
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);
等待事件的产生,参数events用来从内核得到事件集合。maxevents告之内核这个events有多大,这个maxevents的值不能大于创建epoll_create()时的size,参数timeout是超时时间(毫秒,0会立即返回,-1永久阻塞)。该函数返回需要处理的事件数目,如返回0表示已超时。
注意:某fd上发生事件后,其事件类型会被清空,所以如果下一个循环还要关注这个socket fd的话,则需要用epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,listenfd,&ev)来重新设置socket fd的事件类型。这时不用EPOLL_CTL_ADD,因为socket fd并未清空,只是事件类型清空。这一步非常重要。
实例
struct epoll_event ev, *events; for(;;) {
nfds = epoll_wait(kdpfd, events, maxevents, -1); for(n = 0; n < nfds; ++n) {
if(events[n].data.fd == listener) {
client = accept(listener, (struct sockaddr *) &local,
&addrlen);
if(client < 0){
perror("accept");
continue;
}
setnonblocking(client);
ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;
ev.data.fd = client;
if (epoll_ctl(kdpfd, EPOLL_CTL_ADD, client, &ev) < 0) {
fprintf(stderr, "epoll set insertion error: fd=%d\n",
client);
return -1;
}
} else {
do_use_fd(events[n].data.fd);
}
}
}
对比:
select - 如果同时建立很多连接,但只有少数事件发生,这种轮询会造成效率很低;频繁从内核拷贝、复制描述字;监听描述字受限于内核的FD_SETSIZE;
epoll - 这种回调触发式操作会保证效率;不需要频繁的拷贝;监听描述字没有限止,只与系统资源有关;epoll返回时已经明确的知道哪个sokcet fd发生了事件,不用再一个个比对。
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