linux epoll，poll，select

epoll函数用法，还有点poll和select

1，LT的epoll是select和poll函数的改进版。

特点是，读完缓冲区后，如果缓冲区还有内容的话，epoll_wait函数还会返回，直到把缓冲区全部读完。

2，ET的epoll（阻塞）

特点是，读完缓冲区后，不管缓冲区还有没有内容，epoll_wait函数都不会再返回，直到对端再一次发送信息过来。估计有的读者朋友会想到用while去读，但是有个致命的问题，因为文件描述符是阻塞的，所以当全部读完后，进程就会阻塞在recv函数那里，就不能够再处理别的连接了。

3，ET的epoll（非阻塞），效率最高的使用方法。

特点是，读完缓冲区后，不管缓冲区还有没有内容，epoll_wait函数都不会再返回，直到对端再一次发送信息过来。但是可以事先用fcntl把文件描述符设置成非阻塞的方式，让后用while一直去读，当全部读完后，recv函数也不会阻塞。

ET的epoll（非阻塞）的例子：

#include <stdio.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>

int main(int argc, char** argv){

  int port = atoi(argv[1]);
  int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

  struct sockaddr_in addr;
  addr.sin_family = AF_INET;
  addr.sin_port = htons(port);
  addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

  bind(lfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));
  listen(lfd, 5);

  int efd = epoll_create(10);

  struct epoll_event re;
  re.events = EPOLLIN;
  re.data.fd = lfd;

  epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_ADD, lfd, &re);

  struct epoll_event events[100];

  while(1){
    int ret = epoll_wait(efd, events, 100, -1);
    printf("======================wait=======\n");
    if(ret == -1){
      perror("epoll_wait");
      exit(1);
    }

    for(int i = 0; i < ret; ++i){
      if(events[i].data.fd == lfd){
    	int cfd = accept(lfd, NULL, NULL);

	    int flags = fcntl(cfd, F_GETFL);
	    flags |= O_NONBLOCK;
	    fcntl(cfd, F_SETFL, flags);

	    struct epoll_event re;
    	re.events = EPOLLIN | EPOLLET;
    	re.data.fd = cfd;
	    epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_ADD, cfd, &re);
	    break;
      }
      char buf[3];

      int ret;
      while((ret = recv(events[i].data.fd, buf, sizeof buf, 0)) > 0){
	    write(STDOUT_FILENO, buf, ret);
      }

      if(ret == 0){
    	epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_DEL, events[i].data.fd, NULL);
	    close(events[i].data.fd);
    	printf("client disconnet\n");
      }
      else if(ret == -1 && errno == EAGAIN){
    	printf("read over\n");
      }
    }
  }
}

poll函数例子：

#include <stdio.h>
#include <poll.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char** argv){

  int port = atoi(argv[1]);
  int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

  struct sockaddr_in addr;
  addr.sin_family = AF_INET;
  addr.sin_port = htons(port);
  addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

  bind(lfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));
  listen(lfd, 5);

  struct pollfd pfd[1024];
  for(int i = 0; i < 1024; ++i){
    pfd[i].fd = -1;
  }
  pfd[0].fd = lfd;
  pfd[0].events = POLLIN;
  nfds_t maxfd = 0;

  while(1){
    int ret = poll(pfd, maxfd + 1, -1);
    printf("--------------poll------\n");
    if(pfd[0].revents & POLLIN){
      int cfd = accept(lfd, NULL, NULL);
      for(int i = 0; i < 1024; ++i){
	    if(pfd[i].fd == -1){
	      pfd[i].fd = cfd;
	      pfd[i].events = POLLIN;
	      maxfd++;
	      break;
	    }
      }
      continue;
    }

    for(int i = 0; i <= maxfd; ++i){
      if(pfd[i].revents & POLLIN){
	    char buf[64];
	    int ret = recv(pfd[i].fd, buf, sizeof buf, 0);
	    if(ret == 0){
	      pfd[i].fd = -1;
	      close(pfd[i].fd);
	      printf("client is disconnet\n");
	    }
	    else{
	      write(STDOUT_FILENO, buf, ret);
	    }
      }
    } 

  }
}

通过对比epoll和poll的例子可以看出来：

• epoll不需要事先决定数组的大小。poll需要。
• epoll内部是用红黑树实现的效率，不会随着连接的增多，而明显的变低。poll是用链表实现的，所以性能随着连接的增多而降低。poll还不能在windows下使用。epoll是跨平台的。
• 顺便说下，select是用数组实现的，数组的大小由内核代码写死了，就是1024，所以想增大，只能重新编译内核。但是select是在跨平台的。

关于EPOLLOUT的补足：内核检查写的缓冲区，如果写缓冲区未满，处于可写的状态，epoll_wait函数就会返回。否则阻塞。

• 水平模式：如果写缓冲区未满，epoll_wait会一直返回。
• 边缘模式：epoll_wait会先返回一次；然后，写缓冲区从满的状态变成了未满的状态，epoll_wait返回。
  
  -注意点：调用send等函数的时候，如果写缓冲区满了的话，套接字如果是阻塞的，程序就费了，不再能相应任何事件。如果是非阻塞的话，send就会失败，有些数据就丢失了。所以，正确的做法是，当监听到EPOLLIN事件的时候，把数据读出来后，不要直接调用send等函数，要：把当前节点从树上删掉，然后加入一个EPOLLOUT的节点上去，等待epoll_wait的下一次返回，epoll_wait返回了，说明肯定可写。

select函数例子

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>

int main(){

  int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

  struct sockaddr_in addr;
  addr.sin_family = AF_INET;
  addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
  addr.sin_port = htons(12345);
  bind(fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));

  listen(fd, 5);

  fd_set readers, temp;
  FD_ZERO(&readers);
  FD_ZERO(&temp);

  FD_SET(fd, &readers);

  int maxfd = fd;

  int selret = 0;

  char rbuf[1024] = {0};
  while(1){
    temp = readers;
    selret = select(maxfd + 1, &temp, NULL, NULL, NULL); 

    if(FD_ISSET(fd, &temp)){
      //server
      int cfd = accept(fd, NULL, 0);
      maxfd = cfd;
      FD_SET(cfd, &readers);
      maxfd = maxfd < cfd ? cfd : maxfd;
      continue;
    }

    //client
    for(int i = fd + 1; i <= maxfd; ++i){
      if(FD_ISSET(i, &temp)){

	int ret = read(i, rbuf, sizeof(rbuf));
	printf("recv:%s\n", rbuf);
	if(ret == 0){
	  FD_CLR(i, &readers);
	}
	ret = write(i, rbuf, sizeof(rbuf));
      }
    }
  }

}

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