UDT中的epoll

epoll 是为处理大量句柄而改进的poll，在UDT中也有支持。UDT使用了内核提供的epoll，主要是epoll_create，epoll_wait，epoll_ctl，UDT定义了CEPollDesc这个结构来管理epoll的描述符和套接字。

struct CEPollDesc

{

   int m_iID;                                // epoll ID

   std::set<UDTSOCKET> m_sUDTSocksOut;       // set of UDT sockets waiting for write events

   std::set<UDTSOCKET> m_sUDTSocksIn;        // set of UDT sockets waiting for read events

   std::set<UDTSOCKET> m_sUDTSocksEx;        // set of UDT sockets waiting for exceptions

 

   int m_iLocalID;                           // local system epoll ID

   std::set<SYSSOCKET> m_sLocals;            // set of local (non-UDT) descriptors

 

   std::set<UDTSOCKET> m_sUDTWrites;         // UDT sockets ready for write

   std::set<UDTSOCKET> m_sUDTReads;          // UDT sockets ready for read

   std::set<UDTSOCKET> m_sUDTExcepts;        // UDT sockets with exceptions (connection broken, etc.)

};

特别要提醒的是，当对端socket连接中断的时候，也是在m_sUDTReads里的

UDT还实现了一个类来进行各项操作，实现的有

create():创建一个epoll，调用了epoll_create

add_usock():添加一个UDT套接字到epoll

add_ssock():添加一个系统套接字到epoll，调用了epoll_ctl

remove_usock():从epoll中移除一个UDT套接字

remove_ssock():从epoll中移除一个系统套接字，调用了epoll_ctl

wait():等待epoll事件或者超时，调用了epoll_wait

release():关闭并释放一个epoll

 

UDT里对epoll的调用是四段式的，比如add_usock这里，调用顺序是epoll_add_usock()->CUDT::epoll_add_usock()->s_UDTUnited.epoll_add_usock()->CEPoll::add_usock

 

int epoll_add_usock(int eid, UDTSOCKET u, const int* events)

{

   return CUDT::epoll_add_usock(eid, u, events);

}

 

int CUDT::epoll_add_usock(const int eid, const UDTSOCKET u, const int* events)

{

   try

   {

      return s_UDTUnited.epoll_add_usock(eid, u, events);

   }

   catch (CUDTException e)

   {

      s_UDTUnited.setError(new CUDTException(e));

      return ERROR;

   }

   catch (...)

   {

      s_UDTUnited.setError(new CUDTException(-1, 0, 0));

      return ERROR;

   }

}

 

int CUDTUnited::epoll_add_usock(const int eid, const UDTSOCKET u, const int* events)

{

   CUDTSocket* s = locate(u);

   int ret = -1;

   if (NULL != s)

   {

      ret = m_EPoll.add_usock(eid, u, events);

      s->m_pUDT->addEPoll(eid);

   }

   else

   {

      throw CUDTException(5, 4);

   }

 

   return ret;

}

 

int CEPoll::add_usock(const int eid, const UDTSOCKET& u, const int* events)

{

   CGuard pg(m_EPollLock);

 

   map<int, CEPollDesc>::iterator p = m_mPolls.find(eid);

   if (p == m_mPolls.end())

      throw CUDTException(5, 13);

 

   if (!events || (*events & UDT_EPOLL_IN))       //UDT_EPOLL_IN 和UDT_EPOLL_OUT、UDT_EPOLL_ERROR分别是0x1, 0x4, 0x8，可以进行&运算

      p->second.m_sUDTSocksIn.insert(u);

   if (!events || (*events & UDT_EPOLL_OUT))

      p->second.m_sUDTSocksOut.insert(u);

 

   return 0;

}

 

UDT命名空间提供给应用程序调用接口，可成为API层，API层调用CUDT API，这一层主要做错误处理，捕捉下面两层抛出的错误保存起来交给应用程序使用，CUDT API调用CUDTUnited的实现，如果是UDT SOCKET的socket()，bind()，listen()等，到这层也就结束了，不过epoll要多个第四层，再调用CEPoll的实现。现在来看看CUDTUnited和CEPoll的实现。

CUDTSocket* s = locate(u);

 调用CUDTUnited::locate()，根据SocketID，也就是UDT Socket handle在CUDTUnited的std::map<UDTSOCKET, CUDTSocket*> m_Sockets中找到对应的CUDTSocket结构，如果找不到，抛出错误，找到了就调用CEPoll的add_usock实现，根据传的event参数，将socket导入相应的队列。之后调用s->m_pUDT->addEPoll(eid)

void CUDT::addEPoll(const int eid)

{

   CGuard::enterCS(s_UDTUnited.m_EPoll.m_EPollLock);                      //这种通过类来实现加锁解锁的，我第一次见，还挺方便。

   m_sPollID.insert(eid);

   CGuard::leaveCS(s_UDTUnited.m_EPoll.m_EPollLock);

 

   if (!m_bConnected || m_bBroken || m_bClosing)

      return;

 

   if (((UDT_STREAM == m_iSockType) && (m_pRcvBuffer->getRcvDataSize() > 0)) ||

      ((UDT_DGRAM == m_iSockType) && (m_pRcvBuffer->getRcvMsgNum() > 0)))

   {

      s_UDTUnited.m_EPoll.update_events(m_SocketID, m_sPollID, UDT_EPOLL_IN, true);

   }

   if (m_iSndBufSize > m_pSndBuffer->getCurrBufSize())

   {

      s_UDTUnited.m_EPoll.update_events(m_SocketID, m_sPollID, UDT_EPOLL_OUT, true);

   }

}

这里已经开始更新m_sUDTWrites，m_sUDTReads，通过update_events()，如前所述，update_events()也是CEPoll的成员函数。

 

int CEPoll::update_events(const UDTSOCKET& uid, std::set<int>& eids, int events, bool enable)

{

   CGuard pg(m_EPollLock);

 

   map<int, CEPollDesc>::iterator p;

 

   vector<int> lost;

   for (set<int>::iterator i = eids.begin(); i != eids.end(); ++ i)

   {

      p = m_mPolls.find(*i);

      if (p == m_mPolls.end())

      {

         lost.push_back(*i);

      }

      else

      {

         if ((events & UDT_EPOLL_IN) != 0)

            update_epoll_sets(uid, p->second.m_sUDTSocksIn, p->second.m_sUDTReads, enable);   //UDT_EPOLL_IN 和UDT_EPOLL_OUT、UDT_EPOLL_ERROR分别是0x1, 0x4, 0x8，可以进行&运算

         if ((events & UDT_EPOLL_OUT) != 0)

            update_epoll_sets(uid, p->second.m_sUDTSocksOut, p->second.m_sUDTWrites, enable);

         if ((events & UDT_EPOLL_ERR) != 0)

            update_epoll_sets(uid, p->second.m_sUDTSocksEx, p->second.m_sUDTExcepts, enable);

      }

   }

 

   for (vector<int>::iterator i = lost.begin(); i != lost.end(); ++ i)

      eids.erase(*i);

 

   return 0;

}

 

void update_epoll_sets(const UDTSOCKET& uid, const set<UDTSOCKET>& watch, set<UDTSOCKET>& result, bool enable)

{

   if (enable && (watch.find(uid) != watch.end()))

   {

      result.insert(uid);

   }

   else if (!enable)

   {

      result.erase(uid);

   }

}

 

最后说下wait函数的实现，一样是四段式，就跳过前面三段，直接看第四段

 

int CEPoll::wait(const int eid, set<UDTSOCKET>* readfds, set<UDTSOCKET>* writefds, int64_t msTimeOut, set<SYSSOCKET>* lrfds, set<SYSSOCKET>* lwfds)

{

   // if all fields is NULL and waiting time is infinite, then this would be a deadlock   都空的的话，会死锁，抛出异常

   if (!readfds && !writefds && !lrfds && lwfds && (msTimeOut < 0))

      throw CUDTException(5, 3, 0);

 

   // Clear these sets in case the app forget to do it.  清空

   if (readfds) readfds->clear();

   if (writefds) writefds->clear();

   if (lrfds) lrfds->clear();

   if (lwfds) lwfds->clear();

 

   int total = 0;

 

   int64_t entertime = CTimer::getTime();

   while (true)

   {

      CGuard::enterCS(m_EPollLock);

 

      map<int, CEPollDesc>::iterator p = m_mPolls.find(eid);

      if (p == m_mPolls.end())

      {

         CGuard::leaveCS(m_EPollLock);

         throw CUDTException(5, 13);

      }

 

      if (p->second.m_sUDTSocksIn.empty() && p->second.m_sUDTSocksOut.empty() && p->second.m_sLocals.empty() && (msTimeOut < 0))

      {

         // no socket is being monitored, this may be a deadlock  都空的的话，会死锁，抛出异常

         CGuard::leaveCS(m_EPollLock);

         throw CUDTException(5, 3);

      }

 

      // Sockets with exceptions are returned to both read and write sets.          把m_sUDTReads和m_sUDTExcepts都读到readfds里

      if ((NULL != readfds) && (!p->second.m_sUDTReads.empty() || !p->second.m_sUDTExcepts.empty()))

      {

         *readfds = p->second.m_sUDTReads;

         for (set<UDTSOCKET>::const_iterator i = p->second.m_sUDTExcepts.begin(); i != p->second.m_sUDTExcepts.end(); ++ i)

            readfds->insert(*i);

         total += p->second.m_sUDTReads.size() + p->second.m_sUDTExcepts.size();

      }

      if ((NULL != writefds) && (!p->second.m_sUDTWrites.empty() || !p->second.m_sUDTExcepts.empty()))          //把m_sUDTWrites和m_sUDTExcepts都读到writefds里

      {

         *writefds = p->second.m_sUDTWrites;

         for (set<UDTSOCKET>::const_iterator i = p->second.m_sUDTExcepts.begin(); i != p->second.m_sUDTExcepts.end(); ++ i)

            writefds->insert(*i);

         total += p->second.m_sUDTWrites.size() + p->second.m_sUDTExcepts.size();

      }

 

      if (lrfds || lwfds)     //读系统套接字

      {

         #ifdef LINUX

         const int max_events = p->second.m_sLocals.size();

         epoll_event ev[max_events];

         int nfds = ::epoll_wait(p->second.m_iLocalID, ev, max_events, 0);

 

         for (int i = 0; i < nfds; ++ i)

         {

            if ((NULL != lrfds) && (ev[i].events & EPOLLIN))

           {

               lrfds->insert(ev[i].data.fd);

               ++ total;

            }

            if ((NULL != lwfds) && (ev[i].events & EPOLLOUT))

            {

               lwfds->insert(ev[i].data.fd);

               ++ total;

            }

         }

         #else

         //currently "select" is used for all non-Linux platforms.

         //faster approaches can be applied for specific systems in the future.

 

         //"select" has a limitation on the number of sockets

 

         fd_set readfds;

         fd_set writefds;

         FD_ZERO(&readfds);

         FD_ZERO(&writefds);

 

         for (set<SYSSOCKET>::const_iterator i = p->second.m_sLocals.begin(); i != p->second.m_sLocals.end(); ++ i)

         {

            if (lrfds)

               FD_SET(*i, &readfds);

            if (lwfds)

               FD_SET(*i, &writefds);

         }

 

         timeval tv;

         tv.tv_sec = 0;

         tv.tv_usec = 0;

         if (::select(0, &readfds, &writefds, NULL, &tv) > 0)

         {

            for (set<SYSSOCKET>::const_iterator i = p->second.m_sLocals.begin(); i != p->second.m_sLocals.end(); ++ i)

            {

               if (lrfds && FD_ISSET(*i, &readfds))

               {

                  lrfds->insert(*i);

                  ++ total;

               }

               if (lwfds && FD_ISSET(*i, &writefds))

               {

                  lwfds->insert(*i);

                  ++ total;

               }

            }

         }

         #endif

      }

 

      CGuard::leaveCS(m_EPollLock);

 

      if (total > 0)

         return total;

 

      if ((msTimeOut >= 0) && (int64_t(CTimer::getTime() - entertime) >= msTimeOut * 1000LL))

         throw CUDTException(6, 3, 0);

 

      CTimer::waitForEvent();

   }

 

   return 0;

}