前端 详解epoll_events结构体

2024-04-12 01:32

本文主要是介绍前端 详解epoll_events结构体,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

Epoll 作为一种 IO 复用机制多应用与高并发领域,网上有很多如何使用 epoll 的基础教程,但对于 epoll 中很重要的结构体 epoll_event 讲的都模棱两可,这篇文章将做深入解析

在解析之前,先回顾一下 epoll 的使用方法。

  • 首先调用int epoll_create(int size);创建一个 epoll
  • 调用int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);为 epoll 注册事件(如果是新建的 epoll 一般 op 选项是EPOLL_CTL_ADD添加事件)
  • 调用int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);等待事件的到来,得到的结果存储在 event 中
  • 完全处理完毕后,再次调用int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);删除已经注册的事件(op 选项是EPOLL_CTL_DEL

值得注意的是epoll_wait函数只能获取是否有注册事件发生,至于这个事件到底是什么、从哪个 socket 来、发送的时间、包的大小等等信息,统统不知道。这就好比一个人在黑黢黢的山洞里,只能听到声响,至于这个声音是谁发出的根本不知道。因此我们就需要struct epoll_event来帮助我们读取信息。

2.struct epoll_event 结构分析

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 */ };

epoll_event 结构体的定义如上所示,分为 events 和 data 两个部分。

events 是 epoll 注册的事件,比如EPOLLINEPOLLOUT等等,这个参数在epoll_ctl注册事件时,可以明确告知注册事件的类型。

第二个参数 data 是一个联合体,很多人搞不清除 data 拿来干嘛,网上给的解释一般是传递参数,至于怎么传?有什么用?都不清不楚。下面一个小节将用实例的方式分析。

3.struct epoll_event 使用实例

下面将从两个实际案例中,分析 epoll_event 的作用。

3.1 示例 1:服务器侦听客户端连接

//创建socket
nSocketListen = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
...
//绑定地址
struct sockaddr_in local;
memset(&local, 0, sizeof(local));
local.sin_family = AF_INET;
local.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//0.0.0.0所有地址都合法
local.sin_port = htons(TCP_PORT);
bind(nSocketListen, (struct sockaddr*) & local, sizeof(local))

//创建epoll nListenEpoll = epoll_create(MAX_LISTEN_EVENTS); //注册事件 struct epoll_event Ev; memset(&Ev, 0, sizeof(epoll_event)); Ev.events= EPOLLIN | EPOLLET Ev.data.fd = nSocketListen;

epoll_ctl(nListenEpoll, EPOLL_CTL_ADD, nSocketListen, &Ev); //侦听 int nFdNumber = epoll_wait(nListenEpoll, lpListenEvents, MAX_LISTEN_EVENTS, -1); //处理侦听结果 for (int i = 0; i < nFdNumber; i++) { if (lpListenEvents[i].data.fd != nSocketListen) continue; ... }

上述代码是网上很常见的 demo 片段,作用是建立一个服务器,侦听所有客户端的连接。具体过程是先建立了一个 socket,地址设为设为 0.0.0.0(所有人都可以连接),然后将这个 socket 的句柄 nSocketListen 附加在注册事件Ev.data.fd上。在 wait 等到结果后做一个判断,看看接收到和预设的是否一致

if (lpListenEvents[i].data.fd != nSocketListen) continue;

这里联合体 data 中的 fd 起到了传递 socket 句柄的作用,这样我们就知道:等到的事件是不是我们想要的 socket 产生的。但是这个网上很常见的 demo 其实并没有体现出 fd 传参的作用!

整个程序仅仅设置并注册了一个 socket 来连接所有 IP 地址htonl(INADDR_ANY);,因此 wait 收到的消息必然来自于这个唯一的 socket,所以这句判断根本是多此一举。

正确的使用方法是:我们可以建立三个 socket 管理不同的字段

Socket 句柄管理的 IP 地址范围
101100-120
102121-191
103192-255

将这三个 socket 都注册进 epoll 里面,当 wait 到来时,我们就可以根据Ev.data.fd传进来的 socket 句柄来进行处理。比如上午 8 点到 10 点这个时间段,服务器只允许 100-120 范围的 IP 连接进来,就可以做一个判断if (lpListenEvents[i].data.fd == 101),如果是再接受连接。

这个例子中,fd 传递了 socket 的句柄,帮助我们管理不同的网络连接。

3.2 示例 2:线程间通信

//线程A代码
struct epoll_event Ev;
memset(&Ev, 0, sizeof(Ev));
Ev.events= EPOLLOUT | EPOLLET | EPOLLERR | EPOLLHUP
Ev.data.ptr = lpCatList;

epoll_ctl(iClientEpoll, EPOLL_CTL_ADD, lpCatList->nClientSocket, &Ev);

//线程B代码
int nFdNumber = epoll_wait(iClientEpoll, lpEvent, MAX_CLIENT_EVENTS, -1);IOPACKHEAD_LIST* RelpCatList = (IOPACKHEAD_LIST*)lpEvent[i].data.ptr;

上述 demo 展示了 epoll 在两个线程间协同工作。线程 A 功能相当于接线员,跟 3.1 节展示的服务器功能相同:监听客户的连接,accept 客户的请求,建立客户与服务器间的 socket 连接通道(此处的建立的 socket 句柄为 nClientSocket)。然后将这些客户连接注册到 iClientEpoll 中

这些通道建立后,客户一般不会时刻收发数据,也就是说客户可能不定时的使用为他们建立的 socket 连接通道,线程 B 的 iClientEpoll 就是用来监听有没有已经建立连接的客户需要收发数据的。

如果仅仅像 3.1 节所展示的那样用Ev.data.fd传一个客户 socket 的句柄,这样线程 B 能得到的信息太少了。所以我们需要使用结构体 lpCatList 来传参。

lpCatList 相当于一个令牌,他是一个指针,指向的地址存储了客户的信息(Socket 句柄,IP 地址,MAC 地址,请求时间等等),A 线程在接收客户连接后,将他们写到这个令牌中,一并注册到 iClientEpoll。B 线程就可以利用 Ev.data.ptr 包含的重要的地址信息。

这样 ptr 就相当于一个小纸条,A 线程通过 iClientEpoll 将这个小纸条交到 B 线程手中,B 线程就能了解 A 线程的信息,实现了线程间的通信。

下面我们打印一下线程 A 的 lpCatlist

(gdb) p lpCatList
$18 = (IOPACKHEAD_LIST *) 0x7ffff0001120

再打印一下线程 B 的 ptr,可以发现他们指向同一个地址 0x7ffff0001120,说明参数成功传递

(gdb) p lpEvent[0]
$14 = {events = 4, data = {ptr = 0x7ffff0001120, fd = -268431072, u32 = 4026536224, u64 = 140737219924256}}

详解epoll_events结构体 · 大专栏 (dazhuanlan.com)

这篇关于前端 详解epoll_events结构体的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/895728

相关文章

Linux线程同步/互斥过程详解

《Linux线程同步/互斥过程详解》文章讲解多线程并发访问导致竞态条件,需通过互斥锁、原子操作和条件变量实现线程安全与同步,分析死锁条件及避免方法,并介绍RAII封装技术提升资源管理效率... 目录01. 资源共享问题1.1 多线程并发访问1.2 临界区与临界资源1.3 锁的引入02. 多线程案例2.1 为

Oracle查询表结构建表语句索引等方式

《Oracle查询表结构建表语句索引等方式》使用USER_TAB_COLUMNS查询表结构可避免系统隐藏字段(如LISTUSER的CLOB与VARCHAR2同名字段),这些字段可能为dbms_lob.... 目录oracle查询表结构建表语句索引1.用“USER_TAB_COLUMNS”查询表结构2.用“a

Python使用Tenacity一行代码实现自动重试详解

《Python使用Tenacity一行代码实现自动重试详解》tenacity是一个专为Python设计的通用重试库,它的核心理念就是用简单、清晰的方式,为任何可能失败的操作添加重试能力,下面我们就来看... 目录一切始于一个简单的 API 调用Tenacity 入门:一行代码实现优雅重试精细控制:让重试按我

Python标准库之数据压缩和存档的应用详解

《Python标准库之数据压缩和存档的应用详解》在数据处理与存储领域,压缩和存档是提升效率的关键技术,Python标准库提供了一套完整的工具链,下面小编就来和大家简单介绍一下吧... 目录一、核心模块架构与设计哲学二、关键模块深度解析1.tarfile:专业级归档工具2.zipfile:跨平台归档首选3.

idea的终端(Terminal)cmd的命令换成linux的命令详解

《idea的终端(Terminal)cmd的命令换成linux的命令详解》本文介绍IDEA配置Git的步骤:安装Git、修改终端设置并重启IDEA,强调顺序,作为个人经验分享,希望提供参考并支持脚本之... 目录一编程、设置前二、前置条件三、android设置四、设置后总结一、php设置前二、前置条件

python中列表应用和扩展性实用详解

《python中列表应用和扩展性实用详解》文章介绍了Python列表的核心特性:有序数据集合,用[]定义,元素类型可不同,支持迭代、循环、切片,可执行增删改查、排序、推导式及嵌套操作,是常用的数据处理... 目录1、列表定义2、格式3、列表是可迭代对象4、列表的常见操作总结1、列表定义是处理一组有序项目的

python使用try函数详解

《python使用try函数详解》Pythontry语句用于异常处理,支持捕获特定/多种异常、else/final子句确保资源释放,结合with语句自动清理,可自定义异常及嵌套结构,灵活应对错误场景... 目录try 函数的基本语法捕获特定异常捕获多个异常使用 else 子句使用 finally 子句捕获所

C++11范围for初始化列表auto decltype详解

《C++11范围for初始化列表autodecltype详解》C++11引入auto类型推导、decltype类型推断、统一列表初始化、范围for循环及智能指针,提升代码简洁性、类型安全与资源管理效... 目录C++11新特性1. 自动类型推导auto1.1 基本语法2. decltype3. 列表初始化3

SQL Server 中的 WITH (NOLOCK) 示例详解

《SQLServer中的WITH(NOLOCK)示例详解》SQLServer中的WITH(NOLOCK)是一种表提示,等同于READUNCOMMITTED隔离级别,允许查询在不获取共享锁的情... 目录SQL Server 中的 WITH (NOLOCK) 详解一、WITH (NOLOCK) 的本质二、工作

springboot自定义注解RateLimiter限流注解技术文档详解

《springboot自定义注解RateLimiter限流注解技术文档详解》文章介绍了限流技术的概念、作用及实现方式,通过SpringAOP拦截方法、缓存存储计数器,结合注解、枚举、异常类等核心组件,... 目录什么是限流系统架构核心组件详解1. 限流注解 (@RateLimiter)2. 限流类型枚举 (