多路IO转接服务器 epoll

创建一个epoll句柄，参数size用来告诉内核监听的文件描述符的个数，跟内存大小有关。

　　#include <sys/epoll.h>

　　int epoll_create(int size)　　 size：监听数目     通过创建一个size大小的红黑数来实现epoll句柄，返回epfd是该树的根节点。

控制某个epoll监控的文件描述符上的事件：注册、修改、删除。

　　#include <sys/epoll.h>

　　int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)

　　epfd： 为epoll_creat的句柄

　　op： 表示动作，用3个宏来表示：

　　　　EPOLL_CTL_ADD (注册新的fd到epfd)，

　　　　EPOLL_CTL_MOD (修改已经注册的fd的监听事件)，

　　　　EPOLL_CTL_DEL (从epfd删除一个fd)；

　　event： 告诉内核需要监听的事件，是一个地址

　　struct epoll_event {

　　　　__uint32_t events;　　　　　　//EPOLLIN　　EPOLLOUT　　EPOLLERR

　　　　epoll_data_t data; 

　　};

　　typedef union epoll_data {

　　　　void *ptr;

　　　　int fd;　　　　　　　　　　　　//相当于函数中使用的fd

　　　　uint32_t u32;

　　　　uint64_t u64;

　　} epoll_data_t;

等待所监控文件描述符上有事件的产生，类似于select()调用。

　　#include <sys/epoll.h>

　　int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout)

　　events： 用来存内核得到事件的集合，是一个数组并且是传出参数。

　　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，

　　timeout： 是超时时间

　　　　-1： 阻塞

　　　　0： 立即返回，非阻塞

　　　　>0： 指定毫秒

　　返回值： 成功返回有多少文件描述符就绪，时间到时返回0，出错返回-1

示例：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <errno.h>
#include <ctype.h>

#include "wrap.h"

#define MAXLINE 8192
#define SERV_PORT 8000
#define OPEN_MAX 5000

int main(int argc, char *argv[])
{
    int i, listenfd, connfd, sockfd;
    int  n, num = 0;
    ssize_t nready, efd, res;
    char buf[MAXLINE], str[INET_ADDRSTRLEN];
    socklen_t clilen;

    struct sockaddr_in cliaddr, servaddr;
    struct epoll_event tep, ep[OPEN_MAX];       //tep: epoll_ctl参数  ep[] : epoll_wait参数

    listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    int opt = 1;
    setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));      //端口复用

    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

    Bind(listenfd, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof(servaddr));

    Listen(listenfd, 20);

    efd = epoll_create(OPEN_MAX);               //创建epoll模型, efd指向红黑树根节点
    if (efd == -1)
        perr_exit("epoll_create error");

    tep.events = EPOLLIN; tep.data.fd = listenfd;           //指定lfd的监听时间为"读"
    res = epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_ADD, listenfd, &tep);    //将lfd及对应的结构体设置到树上,efd可找到该树
    if (res == -1)
        perr_exit("epoll_ctl error");

    for ( ; ; ) {
        /*epoll为server阻塞监听事件, ep为struct epoll_event类型数组, OPEN_MAX为数组容量, -1表永久阻塞*/
        nready = epoll_wait(efd, ep, OPEN_MAX, -1); 
        if (nready == -1)
            perr_exit("epoll_wait error");

        for (i = 0; i < nready; i++) {
            if (!(ep[i].events & EPOLLIN))      //如果不是"读"事件, 继续循环
                continue;

            if (ep[i].data.fd == listenfd) {    //判断满足事件的fd是不是lfd            
                clilen = sizeof(cliaddr);
                connfd = Accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &clilen);    //接受链接

                printf("received from %s at PORT %d
", 
                        inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)), 
                        ntohs(cliaddr.sin_port));
                printf("cfd %d---client %d
", connfd, ++num);

                tep.events = EPOLLIN; tep.data.fd = connfd;
                res = epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_ADD, connfd, &tep);
                if (res == -1)
                    perr_exit("epoll_ctl error");

            } else {                                //不是lfd, 
                sockfd = ep[i].data.fd;
                n = Read(sockfd, buf, MAXLINE);

                if (n == 0) {                       //读到0,说明客户端关闭链接
                    res = epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_DEL, sockfd, NULL);  //将该文件描述符从红黑树摘除
                    if (res == -1)
                        perr_exit("epoll_ctl error");
                    Close(sockfd);                  //关闭与该客户端的链接
                    printf("client[%d] closed connection
", sockfd);

                } else if (n < 0) {                 //出错
                    perror("read n < 0 error: ");
                    res = epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_DEL, sockfd, NULL);
                    Close(sockfd);

                } else {                            //实际读到了字节数
                    for (i = 0; i < n; i++)
                        buf[i] = toupper(buf[i]);   //转大写,写回给客户端

                    Write(STDOUT_FILENO, buf, n);
                    Writen(sockfd, buf, n);
                }
            }
        }
    }
    Close(listenfd);
    Close(efd);

    return 0;
}