现在的位置: 首页 > 综合 > 正文

Epoll在LT和ET模式下的读写方式

2018年04月02日 ⁄ 综合 ⁄ 共 5408字 ⁄ 字号 评论关闭

From: http://www.ccvita.com/515.html

 

在一个非阻塞的socket上调用read/write函数, 返回EAGAIN或者EWOULDBLOCK(注: EAGAIN就是EWOULDBLOCK)
从字面上看, 意思是:EAGAIN: 再试一次,EWOULDBLOCK: 如果这是一个阻塞socket, 操作将被block,perror输出: Resource temporarily unavailable

总结:
这个错误表示资源暂时不够,能read时,读缓冲区没有数据,或者write时,写缓冲区满了。遇到这种情况,如果是阻塞socket,read/write就要阻塞掉。而如果是非阻塞socket,read/write立即返回-1, 同时errno设置为EAGAIN。
所以,对于阻塞socket,read/write返回-1代表网络出错了。但对于非阻塞socket,read/write返回-1不一定网络真的出错了。可能是Resource temporarily unavailable。这时你应该再试,直到Resource available。

综上,对于non-blocking的socket,正确的读写操作为:
读:忽略掉errno = EAGAIN的错误,下次继续读
写:忽略掉errno = EAGAIN的错误,下次继续写

对于select和epoll的LT模式,这种读写方式是没有问题的。但对于epoll的ET模式,这种方式还有漏洞。

epoll的两种模式LT和ET
二者的差异在于level-trigger模式下只要某个socket处于readable/writable状态,无论什么时候进行epoll_wait都会返回该socket;而edge-trigger模式下只有某个socket从unreadable变为readable或从unwritable变为writable时,epoll_wait才会返回该socket。

所以,在epoll的ET模式下,正确的读写方式为:
读:只要可读,就一直读,直到返回0,或者 errno = EAGAIN
写:只要可写,就一直写,直到数据发送完,或者 errno = EAGAIN

正确的读


n = 0;
while ((nread =
read
(fd,
buf
+
n
,
BUFSIZ
-1)) > 0) {
 
  n
+=
nread
;
}
if (nread == -1 &&
errno
!=
EAGAIN
) {
 
  perror
("read
error"
);
}

正确的写


int
nwrite
,
data_size
=
strlen
(buf);
n =
data_size
;
while (n > 0) {
 
  nwrite
=
write
(fd,
buf
+
data_size
-
n
,
n
);
 
 
if (nwrite <
n
) {
 
     
if (nwrite == -1 &&
errno
!=
EAGAIN
) {
 
          perror
("write
error"
);
 
     
}
 
     
break;
 
 
}
 
  n
-=
nwrite
;
}

正确的accept,accept 要考虑 2 个问题
(1) 阻塞模式 accept 存在的问题
考虑这种情况:TCP连接被客户端夭折,即在服务器调用accept之前,客户端主动发送RST终止连接,导致刚刚建立的连接从就绪队列中移出,如果套接口被设置成阻塞模式,服务器就会一直阻塞在accept调用上,直到其他某个客户建立一个新的连接为止。但是在此期间,服务器单纯地阻塞在accept调用上,就绪队列中的其他描述符都得不到处理。

解决办法是把监听套接口设置为非阻塞,当客户在服务器调用accept之前中止某个连接时,accept调用可以立即返回-1,这时源自Berkeley的实现会在内核中处理该事件,并不会将该事件通知给epool,而其他实现把errno设置为ECONNABORTED或者EPROTO错误,我们应该忽略这两个错误。

(2)ET模式下accept存在的问题
考虑这种情况:多个连接同时到达,服务器的TCP就绪队列瞬间积累多个就绪连接,由于是边缘触发模式,epoll只会通知一次,accept只处理一个连接,导致TCP就绪队列中剩下的连接都得不到处理。

解决办法是用while循环抱住accept调用,处理完TCP就绪队列中的所有连接后再退出循环。如何知道是否处理完就绪队列中的所有连接呢?accept返回-1并且errno设置为EAGAIN就表示所有连接都处理完。

综合以上两种情况,服务器应该使用非阻塞地accept,accept在ET模式下的正确使用方式为:


while ((conn_sock =
accept
(listenfd,(struct
sockaddr
*) &remote, (size_t *)&addrlen)) > 0) {
 
  handle_client
(conn_sock);
}
if (conn_sock == -1) {
 
 
if (errno !=
EAGAIN
&&
errno
!=
ECONNABORTED
&&
errno
!=
EPROTO
&&
errno
!=
EINTR
)
 
  perror
("accept");
}

一道腾讯后台开发的面试题
使用Linuxepoll模型,水平触发模式;当socket可写时,会不停的触发socket可写的事件,如何处理?

第一种最普遍的方式:
需要向socket写数据的时候才把socket加入epoll,等待可写事件。
接受到可写事件后,调用write或者send发送数据。
当所有数据都写完后,把socket移出epoll。

这种方式的缺点是,即使发送很少的数据,也要把socket加入epoll,写完后在移出epoll,有一定操作代价。

一种改进的方式:
开始不把socket加入epoll,需要向socket写数据的时候,直接调用write或者send发送数据。如果返回EAGAIN,把socket加入epoll,在epoll的驱动下写数据,全部数据发送完毕后,再移出epoll。

这种方式的优点是:数据不多的时候可以避免epoll的事件处理,提高效率。

最后贴一个使用epoll,ET模式的简单HTTP服务器代码:


#include <sys/socket.h>
#include <sys/wait.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <sys/sendfile.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <strings.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#define
MAX_EVENTS
10
#define
PORT
8080
//设置socket连接为非阻塞模式
void
setnonblocking
(int
sockfd
) {
 
 
int
opts
;
 
  opts
=
fcntl
(sockfd,
F_GETFL
);
 
 
if(opts < 0) {
 
      perror
("fcntl(F_GETFL)\n");
 
     
exit(1);
 
 
}
 
  opts
= (opts |
O_NONBLOCK
);
 
 
if(fcntl(sockfd,
F_SETFL
,
opts
) < 0) {
 
      perror
("fcntl(F_SETFL)\n");
 
     
exit(1);
 
 
}
}
int
main
(){
 
 
struct
epoll_event ev
,
events
[MAX_EVENTS];
 
 
int
addrlen
,
listenfd
,
conn_sock
,
nfds
,
epfd
,
fd
,
i
,
nread
,
n
;
 
 
struct
sockaddr_in
local,
remote
;
 
 
char
buf
[BUFSIZ];
 
 
//创建listen
socket
 
 
if( (listenfd =
socket
(AF_INET,
SOCK_STREAM
, 0)) < 0) {
 
      perror
("sockfd\n");
 
     
exit(1);
 
 
}
 
  setnonblocking
(listenfd);
 
  bzero
(&local, sizeof(local));
 
 
local.sin_family =
AF_INET
;
 
 
local.sin_addr.s_addr =
htonl
(INADDR_ANY);;
 
 
local.sin_port =
htons
(PORT);
 
 
if(
bind
(listenfd, (struct
sockaddr
*) &local, sizeof(local)) < 0) {
 
      perror
("bind\n");
 
     
exit(1);
 
 
}
 
  listen
(listenfd, 20);
 
  epfd
=
epoll_create
(MAX_EVENTS);
 
 
if (epfd == -1) {
 
      perror
("epoll_create");
 
     
exit(EXIT_FAILURE);
 
 
}
 
  ev
.events =
EPOLLIN
;
 
  ev
.data.fd =
listenfd
;
 
 
if (epoll_ctl(epfd,
EPOLL_CTL_ADD
,
listenfd
, &ev) == -1) {
 
      perror
("epoll_ctl:
listen_sock"
);
 
     
exit(EXIT_FAILURE);
 
 
}
 
 
for (;;) {
 
      nfds
=
epoll_wait
(epfd,
events
,
MAX_EVENTS
, -1);
 
     
if (nfds == -1) {
 
          perror
("epoll_pwait");
 
         
exit(EXIT_FAILURE);
 
     
}
 
     
for (i = 0;
i
<
nfds
; ++i) {
 
          fd
=
events
[i].data.fd;
 
         
if (fd ==
listenfd
) {
 
             
while ((conn_sock =
accept
(listenfd,(struct
sockaddr
*) &remote,
 
                             
(size_t *)&addrlen)) > 0) {
 
                  setnonblocking
(conn_sock);
 
                  ev
.events =
EPOLLIN
|
EPOLLET
;
 
                  ev
.data.fd =
conn_sock
;
 
                 
if (epoll_ctl(epfd,
EPOLL_CTL_ADD
,
conn_sock
,
 
                             
&ev) == -1) {
 
                      perror
("epoll_ctl:
add"
);
 
                     
exit(EXIT_FAILURE);
 
                 
}
 
             
}
 
             
if (conn_sock == -1) {
 
                 
if (errno !=
EAGAIN
&&
errno
!=
ECONNABORTED
 
                         
&&
errno
!=
EPROTO
&&
errno
!=
EINTR
)
 
                      perror
("accept");
 
             
}
 
             
continue;
 
         
}
 
 
         
if (events[i].events &
EPOLLIN
) {
 
              n
= 0;
 
             
while ((nread =
read
(fd,
buf
+
n
,
BUFSIZ
-1)) > 0) {
 
                  n
+=
nread
;
 
             
}
 
             
if (nread == -1 &&
errno
!=
EAGAIN
) {
 
                  perror
("read
error"
);
 
             
}
 
              ev
.data.fd =
fd
;
 
              ev
.events =
events
[i].events |
EPOLLOUT
;
 
             
if (epoll_ctl(epfd,
EPOLL_CTL_MOD
,
fd
, &ev) == -1) {
 
                  perror
("epoll_ctl:
mod"
);
 
             
}
 
         
}
 
         
if (events[i].events &
EPOLLOUT
) {
 
              sprintf
(buf, "HTTP/1.1
200 OK\r\nContent-Length: %d\r\n\r\nHello World"
, 11);
 
             
int
nwrite
,
data_size
=
strlen
(buf);
 
              n
=
data_size
;
 
             
while (n > 0) {
 
                  nwrite
=
write
(fd,
buf
+
data_size
-
n
,
n
);
 
                 
if (nwrite <
n
) {
 
                     
if (nwrite == -1 &&
errno
!=
EAGAIN
) {
 
                          perror
("write
error"
);
 
                     
}
 
                     
break;
 
                 
}
 
                  n
-=
nwrite
;
 
             
}
 
              close
(fd);
 
         
}
 
     
}
 
 
}
 
 
return 0;
}

 

抱歉!评论已关闭.