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電梯直達(dá)

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發(fā)表于 2006-07-05 23:12 |只看該作者 |倒序?yàn)g覽

大家都知道各類網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器程序的編寫步驟，并且都知道網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器就兩大類：循環(huán)服務(wù)和并發(fā)服務(wù)。這里附上源代碼來個(gè)小結(jié)吧。

首先，循環(huán)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器編程實(shí)現(xiàn)的步驟是這樣的：

這種服務(wù)器模型是典型循環(huán)服務(wù)，如果不加上多進(jìn)程/線程技術(shù)，此種服務(wù)吞吐量有限，大家都可以看到，如果前一個(gè)連接服務(wù)數(shù)據(jù)沒有收發(fā)完畢后面的連接沒辦法處理。所以一般有多進(jìn)程技術(shù)，對一個(gè)新連接啟用一個(gè)新進(jìn)程去處理，而監(jiān)聽socket繼續(xù)監(jiān)聽。

/************關(guān)于本文檔********************************************
*filename: Linux下各類TCP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)源代碼
*purpose: 記錄Linux下各類tcp服務(wù)程序源代碼
*wrote by: zhoulifa(zhoulifa@163.com) 周立發(fā)(http://zhoulifa.9999mb.com)
Linux愛好者 Linux知識傳播者 SOHO族開發(fā)者最擅長C語言
*date time:2006-07-04 22:00:00
*Note: 任何人可以任意復(fù)制代碼并運(yùn)用這些文檔，當(dāng)然包括你的商業(yè)用途
* 但請遵循GPL
*Hope:希望越來越多的人貢獻(xiàn)自己的力量，為科學(xué)技術(shù)發(fā)展出力
*********************************************************************/

一個(gè)循環(huán)TCP服務(wù)源代碼（因?yàn)橛胒ork進(jìn)行多進(jìn)程服務(wù)了，所以這種服務(wù)現(xiàn)實(shí)中也有用）如下：

/*----------------------源代碼開始--------------------------------------------*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/wait.h>
/*********************************************************************
*filename: cycletcpserver.c
*purpose: 循環(huán)tcp服務(wù)端程序
*tidied by: zhoulifa(zhoulifa@163.com) 周立發(fā)(http://zhoulifa.9999mb.com)
Linux愛好者 Linux知識傳播者 SOHO族開發(fā)者最擅長C語言
*date time:2006-07-04 22:00:00
*Note: 任何人可以任意復(fù)制代碼并運(yùn)用這些文檔，當(dāng)然包括你的商業(yè)用途
* 但請遵循GPL
*Thanks to: Google.com
*********************************************************************/
int main(int argc, char ** argv)
{
int sockfd,new_fd; /* 監(jiān)聽socket: sock_fd,數(shù)據(jù)傳輸socket: new_fd */
struct sockaddr_in my_addr; /* 本機(jī)地址信息 */
struct sockaddr_in their_addr; /* 客戶地址信息 */
unsigned int sin_size, myport, lisnum;
if(argv[1]) myport = atoi(argv[1]);
else myport = 7838;
if(argv[2]) lisnum = atoi(argv[2]);
else lisnum = 2;
if ((sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
perror("socket");
exit(1);
}
my_addr.sin_family=PF_INET;
my_addr.sin_port=htons(myport);
my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
bzero(&(my_addr.sin_zero), 0);
if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1) {
perror("bind");
exit(1);
}
if (listen(sockfd, lisnum) == -1) {
perror("listen");
exit(1);
}
while(1) {
sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);
if ((new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr, &sin_size)) == -1) {
perror("accept");
continue;
}
printf("server: got connection from %s\n",inet_ntoa(their_addr.sin_addr));
if (!fork()) { /* 子進(jìn)程代碼段 */
if (send(new_fd, "Hello, world!\n", 14, 0) == -1) {
perror("send");
close(new_fd);
exit(0);
}
}
close(new_fd); /*父進(jìn)程不再需要該socket*/
waitpid(-1,NULL,WNOHANG);/*等待子進(jìn)程結(jié)束，清除子進(jìn)程所占用資源*/
}
}
/*----------------------源代碼結(jié)束--------------------------------------------*/

復(fù)制代碼

一個(gè)測試客戶端代碼如下：

/*----------------------源代碼開始--------------------------------------------*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#define MAXDATASIZE 100 /*每次最大數(shù)據(jù)傳輸量 */
/*********************************************************************
*filename: cycletcpclient.c
*purpose: 循環(huán)tcp客戶端程序
*tidied by: zhoulifa(zhoulifa@163.com) 周立發(fā)(http://zhoulifa.9999mb.com)
Linux愛好者 Linux知識傳播者 SOHO族開發(fā)者最擅長C語言
*date time:2006-07-04 22:20:00
*Note: 任何人可以任意復(fù)制代碼并運(yùn)用這些文檔，當(dāng)然包括你的商業(yè)用途
* 但請遵循GPL
*Thanks to: Google.com
*Hope:希望越來越多的人貢獻(xiàn)自己的力量，為科學(xué)技術(shù)發(fā)展出力
*********************************************************************/
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd, numbytes;
char buf[MAXDATASIZE];
struct hostent *he;
struct sockaddr_in their_addr;
unsigned int myport;
if(argv[2]) myport = atoi(argv[2]);
else myport = 7838;
if (argc != 3) {
fprintf(stderr,"usage: %s hostname port\n", argv[0]);
exit(1);
}
if((he=gethostbyname(argv[1]))==NULL) {
herror("gethostbyname");
exit(1);
}
if ((sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
perror("socket");
exit(1);
}
their_addr.sin_family=PF_INET;
their_addr.sin_port=htons(myport);
their_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)he->h_addr);
bzero(&(their_addr.sin_zero),0);
if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1) {
perror("connect");
exit(1);
}
if ((numbytes=recv(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0)) == -1) {
perror("recv");
exit(1);
}
buf[numbytes] = 0;
printf("Received: %s\n",buf);
close(sockfd);
return 0;
}
/*----------------------源代碼結(jié)束--------------------------------------------*/

復(fù)制代碼

用gcc cycletcpserver.c -o tcpserver和gcc cycletcpclient.c -o tcpclient分別編譯上述代碼后運(yùn)行情況如下：
服務(wù)端運(yùn)行顯示：

administrator@ubuzlf:/data/example/c$ ./tcpserver
server: got connection from 127.0.0.1
server: got connection from 127.0.0.1
server: got connection from 127.0.0.1

客戶端運(yùn)行顯示：

administrator@ubuzlf:/data/example/c$ ./tcpclient 127.0.0.1 7838
Received: Hello, world!

administrator@ubuzlf:/data/example/c$ ./tcpclient 127.0.0.1 7838
Received: Hello, world!

administrator@ubuzlf:/data/example/c$ ./tcpclient 127.0.0.1 7838
Received: Hello, world!

不得不說的一個(gè)概念性問題：阻塞與非阻塞
在阻塞服務(wù)中，當(dāng)服務(wù)器運(yùn)行到accept語句而沒有客戶連接服務(wù)請求到來，那么會(huì)發(fā)生什么情況? 這時(shí)服務(wù)器就會(huì)停止在accept語句上等待連接服務(wù)請求的到來；同樣，當(dāng)程序運(yùn)行到接收數(shù)據(jù)語句recv時(shí)，如果沒有數(shù)據(jù)可以讀取，則程序同樣會(huì)停止在接收語句上。這種情況稱為阻塞(blocking)。
但如果你希望服務(wù)器僅僅注意檢查是否有客戶在等待連接，有就接受連接;否則就繼續(xù)做其他事情，則可以通過將 socket設(shè)置為非阻塞方式來實(shí)現(xiàn):非阻塞socket在沒有客戶在等待時(shí)就使accept調(diào)用立即返回。
通過設(shè)置socket為非阻塞方式，可以實(shí)現(xiàn)“輪詢”若干socket。當(dāng)企圖從一個(gè)沒有數(shù)據(jù)等待處理的非阻塞socket讀入數(shù)據(jù)時(shí)，函數(shù)將立即返回，并且返回值置為-1，并且errno置為EWOULDBLOCK。但是這種“輪詢”會(huì)使CPU處于忙等待方式，從而降低性能�？紤]到這種情況，假設(shè)你希望服務(wù)器監(jiān)聽連接服務(wù)請求的同時(shí)從已經(jīng)建立的連接讀取數(shù)據(jù)，你也許會(huì)想到用一個(gè)accept語句和多個(gè)recv()語句，但是由于accept及recv都是會(huì)阻塞的，所以這個(gè)想法顯然不會(huì)成功。
調(diào)用非阻塞的socket會(huì)大大地浪費(fèi)系統(tǒng)資源。而調(diào)用select()會(huì)有效地解決這個(gè)問題，它允許你把進(jìn)程本身掛起來，而同時(shí)使系統(tǒng)內(nèi)核監(jiān)聽所要求的一組文件描述符的任何活動(dòng)，只要確認(rèn)在任何被監(jiān)控的文件描述符上出現(xiàn)活動(dòng)，select()調(diào)用將返回指示該文件描述符已準(zhǔn)備好的信息，從而實(shí)現(xiàn)了為進(jìn)程選出隨機(jī)的變化，而不必由進(jìn)程本身對輸入進(jìn)行測試而浪費(fèi)CPU開銷。

其次，并發(fā)服務(wù)器，在上述cycletcpserver.c中，由于使用了fork技術(shù)也可以稱之為并發(fā)服務(wù)器，但這種服務(wù)器并不是真正意義上的IO多路復(fù)用的并發(fā)服務(wù)器，并且由于沒有處理阻塞問題，實(shí)際應(yīng)用有各種各樣的問題。

一個(gè)典型IO多路復(fù)用的單進(jìn)程并發(fā)服務(wù)器流程如下：
/*IO多路復(fù)用并發(fā)服務(wù)流程圖*/

下面是一個(gè)演示IO多路復(fù)用的源程序，是一個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)程序，但它的用處相當(dāng)大，實(shí)際應(yīng)用中的各類代理軟件或端口映射軟件都是基于這樣的代碼的，比如Windows下的WinGate、WinProxy等都是在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。源代碼如下：

/*----------------------源代碼開始--------------------------------------------*/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>
static int forward_port;
#undef max
#define max(x,y) ((x) > (y) ? (x) : (y))
/*************************關(guān)于本文檔************************************
*filename: tcpforwardport.c
*purpose: 演示了select的用法，這是一個(gè)極好的代理軟件核心，專門作端口映射用
*tidied by: zhoulifa(zhoulifa@163.com) 周立發(fā)(http://zhoulifa.9999mb.com)
Linux愛好者 Linux知識傳播者 SOHO族開發(fā)者最擅長C語言
*date time:2006-07-05 19:00:00
*Note: 任何人可以任意復(fù)制代碼并運(yùn)用這些文檔，當(dāng)然包括你的商業(yè)用途
* 但請遵循GPL
*Thanks to: Paul Sheer 感謝Paul Sheer在select_tut的man手冊里提供了這份源代碼
*Hope:希望越來越多的人貢獻(xiàn)自己的力量，為科學(xué)技術(shù)發(fā)展出力
*********************************************************************/
static int listen_socket (int listen_port) {
struct sockaddr_in a;
int s;
int yes;
if ((s = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
perror ("socket");
return -1;
}
yes = 1;
if (setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char *) &yes, sizeof (yes)) <
0) {
perror ("setsockopt");
close (s);
return -1;
}
memset (&a, 0, sizeof (a));
a.sin_port = htons (listen_port);
a.sin_family = AF_INET;
if (bind(s, (struct sockaddr *) &a, sizeof (a)) < 0) {
perror ("bind");
close (s);
return -1;
}
printf ("accepting connections on port %d\n", (int) listen_port);
listen (s, 10);
return s;
}
static int connect_socket (int connect_port, char *address) {
struct sockaddr_in a;
int s;
if ((s = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
perror ("socket");
close (s);
return -1;
}
memset (&a, 0, sizeof (a));
a.sin_port = htons (connect_port);
a.sin_family = AF_INET;
if (!inet_aton(address, (struct in_addr *) &a.sin_addr.s_addr)) {
perror ("bad IP address format");
close (s);
return -1;
}
if (connect(s, (struct sockaddr *) &a, sizeof (a)) < 0) {
perror ("connect()");
shutdown (s, SHUT_RDWR);
close (s);
return -1;
}
return s;
}
#define SHUT_FD1 { \
if (fd1 >= 0) { \
shutdown (fd1, SHUT_RDWR); \
close (fd1); \
fd1 = -1; \
} \
}
#define SHUT_FD2 { \
if (fd2 >= 0) { \
shutdown (fd2, SHUT_RDWR); \
close (fd2); \
fd2 = -1; \
} \
}
#define BUF_SIZE 1024
int main (int argc, char **argv) {
int h;
int fd1 = -1, fd2 = -1;
char buf1[BUF_SIZE], buf2[BUF_SIZE];
int buf1_avail, buf1_written;
int buf2_avail, buf2_written;
if (argc != 4) {
fprintf (stderr, "Usage\n\tfwd \n");
exit (1);
}
signal (SIGPIPE, SIG_IGN);
forward_port = atoi (argv[2]);
/*建立監(jiān)聽socket*/
h = listen_socket (atoi (argv[1]));
if (h < 0) exit (1);
for (;;) {
int r, nfds = 0;
fd_set rd, wr, er;
FD_ZERO (&rd);
FD_ZERO (&wr);
FD_ZERO (&er);
FD_SET (h, &rd);
/*把監(jiān)聽socket和可讀socket三個(gè)一起放入select的可讀句柄列表里*/
nfds = max (nfds, h);
if (fd1 > 0 && buf1_avail < BUF_SIZE) {
FD_SET (fd1, &rd);
nfds = max (nfds, fd1);
}
if (fd2 > 0 && buf2_avail < BUF_SIZE) {
FD_SET (fd2, &rd);
nfds = max (nfds, fd2);
}
/*把可寫socket兩個(gè)一起放入select的可寫句柄列表里*/
if (fd1 > 0 && buf2_avail - buf2_written > 0) {
FD_SET (fd1, &wr);
nfds = max (nfds, fd1);
}
if (fd2 > 0 && buf1_avail - buf1_written > 0) {
FD_SET (fd2, &wr);
nfds = max (nfds, fd2);
}
/*把有異常數(shù)據(jù)的socket兩個(gè)一起放入select的異常句柄列表里*/
if (fd1 > 0) {
FD_SET (fd1, &er);
nfds = max (nfds, fd1);
}
if (fd2 > 0) {
FD_SET (fd2, &er);
nfds = max (nfds, fd2);
}
/*開始select*/
r = select (nfds + 1, &rd, &wr, &er, NULL);
if (r == -1 && errno == EINTR) continue;
if (r < 0) {
perror ("select()");
exit (1);
}
/*處理新連接*/
if (FD_ISSET (h, &rd)) {
unsigned int l;
struct sockaddr_in client_address;
memset (&client_address, 0, l = sizeof (client_address));
r = accept (h, (struct sockaddr *)&client_address, &l);
if (r < 0) {
perror ("accept()");
} else {
/*關(guān)閉原有連接，把新連接作為fd1，同時(shí)連接新的目標(biāo)fd2*/
SHUT_FD1;
SHUT_FD2;
buf1_avail = buf1_written = 0;
buf2_avail = buf2_written = 0;
fd1 = r;
fd2 = connect_socket (forward_port, argv[3]);
if (fd2 < 0) {
SHUT_FD1;
} else
printf ("connect from %s\n", inet_ntoa(client_address.sin_addr));
}
}
/* NB: read oob data before normal reads */
if (fd1 > 0)
if (FD_ISSET (fd1, &er)) {
char c;
errno = 0;
r = recv (fd1, &c, 1, MSG_OOB);
if (r < 1) {
SHUT_FD1;
} else
send (fd2, &c, 1, MSG_OOB);
}
if (fd2 > 0)
if (FD_ISSET (fd2, &er)) {
char c;
errno = 0;
r = recv (fd2, &c, 1, MSG_OOB);
if (r < 1) {
SHUT_FD1;
} else
send (fd1, &c, 1, MSG_OOB);
}
/* NB: read data from fd1 */
if (fd1 > 0)
if (FD_ISSET (fd1, &rd)) {
r = read (fd1, buf1 + buf1_avail, BUF_SIZE - buf1_avail);
if (r < 1) {
SHUT_FD1;
} else
buf1_avail += r;
}
/* NB: read data from fd2 */
if (fd2 > 0)
if (FD_ISSET (fd2, &rd)) {
r = read (fd2, buf2 + buf2_avail, BUF_SIZE - buf2_avail);
if (r < 1) {
SHUT_FD2;
} else
buf2_avail += r;
}
/* NB: write data to fd1 */
if (fd1 > 0)
if (FD_ISSET (fd1, &wr)) {
r = write (fd1, buf2 + buf2_written, buf2_avail - buf2_written);
if (r < 1) {
SHUT_FD1;
} else
buf2_written += r;
}
/* NB: write data to fd1 */
if (fd2 > 0)
if (FD_ISSET (fd2, &wr)) {
r = write (fd2, buf1 + buf1_written, buf1_avail - buf1_written);
if (r < 1) {
SHUT_FD2;
} else
buf1_written += r;
}
/* check if write data has caught read data */
if (buf1_written == buf1_avail) buf1_written = buf1_avail = 0;
if (buf2_written == buf2_avail) buf2_written = buf2_avail = 0;
/* one side has closed the connection, keep writing to the other side until empty */
if (fd1 < 0 && buf1_avail - buf1_written == 0) {
SHUT_FD2;
}
if (fd2 < 0 && buf2_avail - buf2_written == 0) {
SHUT_FD1;
}
}
return 0;
}
/*----------------------源代碼結(jié)束--------------------------------------------*/

復(fù)制代碼

[ 本帖最后由 zhoulifa 于 2006-10-19 08:35 編輯 ]

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C語言的MIPS匯編實(shí)現(xiàn)（四）SWITCH
Requested init /linuxrc failed (error -2).
比較 csv 文件中數(shù)據(jù)差異
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2樓 [報(bào)告]

發(fā)表于 2006-07-05 23:13 |只看該作者

用gcc tcpforwardport.c -o MyProxy編譯此程序后運(yùn)行效果如下：

./MyProxy 8000 80 172.16.100.218
accepting connections on port 8000
connect from 127.0.0.1

當(dāng)有用戶訪問本機(jī)的8000端口時(shí)，MyProxy程序?qū)汛苏埱筠D(zhuǎn)發(fā)到172.16.100.218主機(jī)的80端口，即實(shí)現(xiàn)了一個(gè)http代理。

關(guān)于select函數(shù)：
其函數(shù)原型為：
int select(int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
此函數(shù)的功能是由內(nèi)核檢測在timeout時(shí)間內(nèi)，是否有readfds，writefds，exceptfds三個(gè)句柄集(file descriptors)里的某個(gè)句柄（file descriptor)的狀態(tài)符合尋求，即readfds句柄集里有句柄可讀或writefds句柄集里有可寫或exceptfds句柄集里有例外發(fā)生，任何一個(gè)有變化函數(shù)就立即返回，返回值為timeout發(fā)生狀態(tài)變化的句柄個(gè)數(shù)。
n是所有readfds，writefds，exceptfds三個(gè)句柄集(file descriptors)里編號最大值加1。比如：要檢測兩個(gè)socket句柄fd1和fd2在timeout時(shí)間內(nèi)是否分別可讀和可寫就可以這樣：
先把兩個(gè)句柄集(file descriptors)清零：
      FD_ZERO (&readfds);
      FD_ZERO (&writefds);
然后把fd1加入讀檢測集：
      FD_SET (fd1, &readfds);
然后把fd2加入寫檢測集：
      FD_SET (fd2, &writefds);
再給timeout設(shè)置值，timeout是這樣的一個(gè)結(jié)構(gòu)：
            struct timeval {
               long tv_sec;       /* seconds */
               long tv_usec;       /* microseconds */
            };
你可以這樣賦值：
      timeout.tv_sec=1;
      timeout.tv_uec=0;
表示檢測在1秒鐘內(nèi)是否有句柄狀態(tài)發(fā)生變化。
如果有句柄發(fā)生變化，就可以用FD_ISSET檢測各個(gè)句柄，比如：
            FD_ISSET (fd1, &readfds);//檢測是否fd1變成可讀的了
            FD_ISSET (fd2, &writefds);//檢測是否fd2變成可寫的了
示意程序代碼如下：

/*----------------------示意代碼開始--------------------------------------------*/
fd1 = socket();//創(chuàng)建一個(gè)socket
fd2 = socket();//創(chuàng)建一個(gè)socket
while(1) {
FD_ZERO (&readfds);
FD_ZERO (&writefds);
FD_SET (fd1, &readfds);
FD_SET (fd2, &writefds);
timeout.tv_sec=1;
timeout.tv_uec=0;
ret = select(fd1>fd2?(fd1+1):(fd2+1), &readfds, &writefds, NULL, &timeout);
if(ret < 0) {printf("系統(tǒng)錯(cuò)誤，select出錯(cuò)，錯(cuò)誤代碼：%d, 錯(cuò)誤信息：%s", errno, strerror(errno));}
else if(ret == 0) {printf("select超時(shí)返回，沒有任何句柄狀態(tài)發(fā)生變化！");}
//有句柄狀態(tài)發(fā)生了變化
if(FD_ISSET(fd1, &readfds)) {
fd1有數(shù)據(jù)可讀;
fd1里的數(shù)據(jù)被讀出來;
}
if(FD_ISSET(fd2, &writefds)) {
fd2可寫;
fd2里發(fā)送數(shù)據(jù)給對方;
}
}
/*----------------------示意代碼結(jié)束--------------------------------------------*/

復(fù)制代碼

經(jīng)常用到的幾個(gè)自定義函數(shù)：
1、開啟監(jiān)聽的函數(shù)

/*----------------------源代碼代碼開始--------------------------------------------*/
int
OpenSCPServer(int port, int total, int sendbuflen, int recvbuflen, int blockORnot, int reuseORnot) {
/*************************關(guān)于本函數(shù)************************************
*function_name: OpenSCPServer
*參數(shù)說明：port整數(shù)型監(jiān)聽端口號，total整數(shù)型監(jiān)聽個(gè)數(shù)，sendbuflen整數(shù)型發(fā)送緩沖區(qū)大小
* recvbuflen整數(shù)型接收緩沖區(qū)大小，blockORnot整數(shù)型是否阻塞，reuseORnot整數(shù)型是否端口重用
*purpose: 用來建立一個(gè)tcp服務(wù)端socket
*tidied by: zhoulifa(zhoulifa@163.com) 周立發(fā)(http://zhoulifa.9999mb.com)
Linux愛好者 Linux知識傳播者 SOHO族開發(fā)者最擅長C語言
*date time:2006-07-05 20:00:00
*Note: 任何人可以任意復(fù)制代碼并運(yùn)用這些文檔，當(dāng)然包括你的商業(yè)用途
* 但請遵循GPL
*Thanks to: Paul Sheer 感謝Paul Sheer在select_tut的man手冊里提供了這份源代碼
*Hope:希望越來越多的人貢獻(xiàn)自己的力量，為科學(xué)技術(shù)發(fā)展出力
*Note:要使用此函數(shù)需要自定義一個(gè)全局變量char errorMessage[1024];并包含GetCurrentTime.h頭文件
*********************************************************************/
int sockfd = 0, ret = 0, opt = 0, flags=1;
struct sockaddr_in laddr;
ret = sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(ret < 0) {
sprintf(errorMessage, "OpenTCPServer socket() error! return:%d, errno=%d, errortext:'%s' %s", ret, errno, strerror(errno), GetCurrentTime(0, 0));
return -1;
}
ret = setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuseORnot, sizeof(int));
if(ret < 0) {
sprintf(errorMessage, "OpenTCPServer setsockopt() reuse error! return:%d, errno=%d, errortext:'%s' %s", ret, errno, strerror(errno), GetCurrentTime(0, 0));
return -2;
}
ret = setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &recvbuflen, sizeof(int));
if ( ret < 0) {
sprintf(errorMessage, "OpenTCPServer setsockopt() recvbuf error! return:%d, errno=%d, errortext:'%s' %s", ret, errno, strerror(errno), GetCurrentTime(0, 0));
return -3;
}
ret = setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &sendbuflen, sizeof(int));
if (ret < 0) {
sprintf(errorMessage, "OpenTCPServer setsockopt() sendbuf error! return:%d, errno=%d, errortext:'%s' %s", ret, errno, strerror(errno), GetCurrentTime(0, 0));
return -4;
}
ioctl(sockfd,FIONBIO,&blockORnot);/*block or not*/
laddr.sin_family = PF_INET;
laddr.sin_port = htons(port);
laddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
bzero(&(laddr.sin_zero), 8);
ret = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&laddr, sizeof(struct sockaddr));
if(ret < 0) {
sprintf(errorMessage, "OpenTCPServer bind() error! return:%d, errno=%d, errortext:'%s' %s", ret, errno, strerror(errno), GetCurrentTime(0, 0));
close(sockfd);
return -5;
}
ret = listen(sockfd, total);
if(ret < 0) {
sprintf(errorMessage, "OpenTCPServer listen() error! return:%d, errno=%d, errortext:'%s' %s", ret, errno, strerror(errno), GetCurrentTime(0, 0));
close(sockfd);
return -6;
}
sprintf(errorMessage, "OpenTCPServer opened on port.%d(%d) OK, socket(%d), buf(%d:%d)! %s", port, total, sockfd, sendbuflen, recvbuflen, GetCurrentTime(0, 0));
return sockfd;
}
/*----------------------源代碼代碼結(jié)束--------------------------------------------*/

復(fù)制代碼

2、連接服務(wù)器的函數(shù)

/*----------------------源代碼代碼開始--------------------------------------------*/
int
ConnectSCPServer(char * serverip, int serverport, int blockORnot) {
/*************************關(guān)于本函數(shù)************************************
*function_name: ConnectSCPServer
*參數(shù)說明：serverip服務(wù)器IP地址或主機(jī)名，serverport服務(wù)器端口，blockORnot整數(shù)型是否阻塞
*purpose: 用來建立一個(gè)tcp客戶端socket
*tidied by: zhoulifa(zhoulifa@163.com) 周立發(fā)(http://zhoulifa.9999mb.com)
Linux愛好者 Linux知識傳播者 SOHO族開發(fā)者最擅長C語言
*date time:2006-07-05 20:40:00
*Note: 任何人可以任意復(fù)制代碼并運(yùn)用這些文檔，當(dāng)然包括你的商業(yè)用途
* 但請遵循GPL
*Thanks to: Paul Sheer 感謝Paul Sheer在select_tut的man手冊里提供了這份源代碼
*Hope:希望越來越多的人貢獻(xiàn)自己的力量，為科學(xué)技術(shù)發(fā)展出力
*Note:要使用此函數(shù)需要自定義一個(gè)全局變量char errorMessage[1024];并包含自己編寫的GetCurrentTime.h頭文件
*********************************************************************/
int serversock = 0, ret = 0;
unsigned long addr;
struct sockaddr_in sin;
struct hostent *he;
if((he=gethostbyname(serverip))== 0) {
sprintf(errorMessage, "ConnectSCPServer IP address '%s' error! return:-1 %s", serverip, GetCurrentTime(0, 0));
return -1;
}
serversock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(serversock == -1) {
sprintf(errorMessage, "ConnectSCPServer socket() error! return:-2, errno=%d, errortext:'%s' %s", errno, strerror(errno), GetCurrentTime(0, 0));
return -2;
}
ioctl(serversock, FIONBIO, &blockORnot); //block or not
memset((char*)&sin, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
sin.sin_family = PF_INET;
sin.sin_port = htons(serverport);
sin.sin_addr = *((struct in_addr *)he->h_addr);
ret = connect(serversock, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin));
if(ret == -1) {
sprintf(errorMessage, "ConnectSCPServer connect() error! return:-3, errno=%d, errortext:'%s' %s", errno, strerror(errno), GetCurrentTime(0, 0));
close(serversock);
return -3;
}
return serversock;
}
/*----------------------源代碼代碼結(jié)束--------------------------------------------*/

復(fù)制代碼

3、發(fā)送數(shù)據(jù)函數(shù)Send

/*----------------------源代碼代碼開始--------------------------------------------*/
int
Send(int sock, char * buf, size_t size, int flag, int timeout) {
/*************************關(guān)于本函數(shù)************************************
*function_name: Send
*參數(shù)說明：sock整數(shù)型socket，buf待發(fā)送的內(nèi)容，size要發(fā)送的大小，flag發(fā)送選項(xiàng)，timeout超時(shí)時(shí)間值
*purpose: 用來通過一個(gè)socket在指定時(shí)間內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)
*tidied by: zhoulifa(zhoulifa@163.com) 周立發(fā)(http://zhoulifa.9999mb.com)
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*date time:2006-07-05 20:58:00
*Note: 任何人可以任意復(fù)制代碼并運(yùn)用這些文檔，當(dāng)然包括你的商業(yè)用途
* 但請遵循GPL
*Thanks to: Paul Sheer 感謝Paul Sheer在select_tut的man手冊里提供了這份源代碼
*Hope:希望越來越多的人貢獻(xiàn)自己的力量，為科學(xué)技術(shù)發(fā)展出力
*Note:要使用此函數(shù)需要自定義一個(gè)全局變量char errorMessage[1024];并包含自己編寫的GetCurrentTime.h頭文件
*********************************************************************/
int i = 0, ret = 0, intretry = 0;
struct timeval tival;
fd_set writefds;
int maxfds = 0;
tival.tv_sec = timeout;
tival.tv_usec = 0;
FD_ZERO(&writefds);
if(sock > 0) {
FD_SET(sock, &writefds);
maxfds=((sock > maxfds)?sock:maxfds);
}
else {
sprintf(errorMessage, "Send socket:%d error! return:-2 %s", sock, GetCurrentTime(0, 0));
return -2;
}
ret = select(maxfds + 1, NULL, &writefds, NULL, &tival);
if(ret <= 0) {
if(ret < 0) sprintf(errorMessage, "Send socket:%d select() error! return:%d, errno=%d, errortext:'%s' %s", sock, ret, errno, strerror(errno), GetCurrentTime(0, 0));
else sprintf(errorMessage, "Send socket:%d select timeout(%d)! %s", sock, timeout, GetCurrentTime(0, 0));
close(sock);
return -3;
}
if(!(FD_ISSET(sock, &writefds))) {
sprintf(errorMessage, "Send socket:%d not in writefds! %s", sock, GetCurrentTime(0, 0));
close(sock);
return -4;
}
while(i < size) {
ret = send(sock, buf + i, size - i, flag);
if(ret <= 0) {
sprintf(errorMessage, "Send socket:%d send() error! return:%d, errno=%d, errortext:'%s' %s", sock, ret, errno, strerror(errno), GetCurrentTime(0, 0));
if (EINTR == errno)
if(intretry < 10) {intretry++;continue;}
else sprintf(errorMessage, "Send socket:%d send() error!EINTR 10 times! %s", sock, GetCurrentTime(0, 0));
close(sock);
return -1;
}
else i += ret;
}
sprintf(errorMessage, "Send socket:%d send() OK! %d/%d bytes sent! %s", sock, i, size, GetCurrentTime(0, 0));
return i;
}
/*----------------------源代碼代碼結(jié)束--------------------------------------------*/

復(fù)制代碼

4、接收數(shù)據(jù)函數(shù)Recv

/*----------------------源代碼代碼開始--------------------------------------------*/
int
Recv(int sock, char * buf, size_t size, int flag, int timeout) {
/*************************關(guān)于本函數(shù)************************************
*function_name: Recv
*參數(shù)說明：sock整數(shù)型socket，buf接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，size要接收數(shù)據(jù)的大小，flag接收選項(xiàng)，timeout超時(shí)時(shí)間值
*purpose: 用來從一個(gè)socket在指定時(shí)間內(nèi)讀取數(shù)據(jù)
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*date time:2006-07-05 21:10:00
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*Hope:希望越來越多的人貢獻(xiàn)自己的力量，為科學(xué)技術(shù)發(fā)展出力
*Note:要使用此函數(shù)需要自定義一個(gè)全局變量char errorMessage[1024];并包含自己編寫的GetCurrentTime.h頭文件
*********************************************************************/
int i = 0, ret = 0, intretry = 0;
struct timeval tival;
fd_set readfds;
int maxfds = 0;
tival.tv_sec = timeout;
tival.tv_usec = 0;
FD_ZERO(&readfds);
if(sock > 0) {
FD_SET(sock, &readfds);
maxfds=((sock > maxfds)?sock:maxfds);
}
else {
sprintf(errorMessage, "Recv socket:%d error! return:-2 %s", sock, GetCurrentTime(0, 0));
return -2;
}
ret = select(maxfds + 1, &readfds, NULL, NULL, &tival);
if(ret <= 0) {
if(ret < 0) sprintf(errorMessage, "Recv socket:%d select() error! return:%d, errno=%d, errortext:'%s' %s", sock, ret, errno, strerror(errno), GetCurrentTime(0, 0));
else sprintf(errorMessage, "Recv socket:%d select timeout(%d)! %s", sock, timeout, GetCurrentTime(0, 0));
close(sock);
return -3;
}
if(!(FD_ISSET(sock, &readfds))) {
sprintf(errorMessage, "Recv socket:%d not in readfds! %s", sock, GetCurrentTime(0, 0));
close(sock);
return -4;
}
while(i < size) {
ret = recv(sock, buf + i, size - i, flag);
if(ret <= 0){
sprintf(errorMessage, "Recv socket:%d recv() error! return:%d, errno=%d, errortext:'%s' %s", sock, ret, errno, strerror(errno), GetCurrentTime(0, 0));
if(errno == EINTR)
if(intretry < 10) {intretry++;continue;}
else sprintf(errorMessage, "Recv socket:%d recv() error! EINTR 10 times! %s", sock, GetCurrentTime(0, 0));
close(sock);
return -1;
}
else i += ret;
}
sprintf(errorMessage, "Recv socket:%d recv() OK! %d/%d bytes received! %s", sock, i, size, GetCurrentTime(0, 0));
return i;
}

復(fù)制代碼

最后需要說明的是：我這里講到的源程序并不能實(shí)際地作為一個(gè)產(chǎn)品程序來用，實(shí)際情況下可能會(huì)有其它許多工作要做，比如可能要建立共享隊(duì)列來存放 socket里讀到的消息，也可能把發(fā)送消息先進(jìn)行排隊(duì)然后再調(diào)用Send函數(shù)。還有，如果不是全數(shù)字，在發(fā)送前一定要htonl轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序，同理接收到后一定要先ntohl由網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序轉(zhuǎn)換為主機(jī)字節(jié)序，否則對方發(fā)送過來的0x00000001在你這里可能是0x00010000，因?yàn)楦叩臀豁樞虿煌?br />
[ 本帖最后由 zhoulifa 于 2006-10-19 08:36 編輯 ]

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safedead

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發(fā)表于 2006-07-06 08:12 |只看該作者

進(jìn)入2.6內(nèi)核時(shí)代, select應(yīng)該進(jìn)垃圾堆了
高并發(fā)服務(wù)器用select效率極低, 特別是使用非阻塞IO時(shí)更是慢得一蹋糊涂
改用epoll會(huì)大大改善
我一個(gè)程序監(jiān)聽從8000到18000共計(jì)1萬個(gè)端口, 啟動(dòng)1萬個(gè)LISTEN
用epoll來阻塞, 系統(tǒng)非常輕松, 完全沒有驚群現(xiàn)象

epoll用法比select簡單

初始化:創(chuàng)建epoll描述字; 向epoll描述字添加需要響應(yīng)的套接字, 初始化過程只要一次即可

使用: 等待epoll事件發(fā)生, 提取事件的套接字進(jìn)行相應(yīng)的讀寫操作

static int s_epfd;//epoll描述字

{//初始化epoll
struct epoll_event ev;

//設(shè)置epoll
s_epfd = epoll_create(65535);

{//這個(gè)過程可以循環(huán)以便加入多個(gè)LISTEN套接字進(jìn)入epoll事件集合
//服務(wù)器監(jiān)聽創(chuàng)建
rc = listen();//listen參數(shù)這里省略

//加入epoll事件集合
ev.events = EPOLLIN;
ev.data.fd = rc;
if (epoll_ctl(s_epfd, EPOLL_CTL_ADD, rc, &ev) < 0) {
fprintf(stderr, "epoll set insertion error: fd=%d", rc);
return(-1);
}
}
}

{//epoll事件處理
int i, nfds, sock_new;
struct epoll_event events[16384];
for( ; ; ) {
//等待epoll事件
nfds = epoll_wait(s_epfd, events, 16384, -1);
//處理epoll事件
for(i = 0; i < nfds; i++) {
//events[i].data.fd是epoll事件中彈出的套接字
//接收連接
sock_new = accept(events[i].data.fd);//accept其它參數(shù)這里省略了
if(0 > sock_new) {
fprintf(stderr, "接收客戶端連接失敗\n");
continue;
}
}
}
}

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zhoulifa

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4樓 [報(bào)告]

發(fā)表于 2006-07-06 08:34 |只看該作者

Very good!又長見識了。
safedead ，不介意收藏你的示意代碼吧？

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japonensis

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5樓 [報(bào)告]

發(fā)表于 2006-07-06 09:00 |只看該作者

好人呢

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zhoulifa

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6樓 [報(bào)告]

發(fā)表于 2006-07-06 22:36 |只看該作者

Linux 2.6內(nèi)核中提高網(wǎng)絡(luò)I/O性能的新方法epoll

正如我昨天在“Linux下各類TCP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)源代碼”(http://zhoulifa.bokee.com/5345930.html)一文中提到的那樣，I/O多路復(fù)用技術(shù)在比較多的TCP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中有使用，即比較多的用到select函數(shù)。

感謝chinaunix.net上朋友safedead(http://72891.cn/viewpro.php?uid=407631)提醒，我今天仔細(xì)研究了一下，證實(shí)了在2.6內(nèi)核中的新的I/O技術(shù)epoll。

1、為什么select是落后的？

首先，在Linux內(nèi)核中，select所用到的FD_SET是有限的，即內(nèi)核中有個(gè)參數(shù)__FD_SETSIZE定義了每個(gè)FD_SET的句柄個(gè)數(shù)，在我用的2.6.15-25-386內(nèi)核中，該值是1024，搜索內(nèi)核源代碼得到：

include/linux/posix_types.h:#define __FD_SETSIZE 1024

也就是說，如果想要同時(shí)檢測1025個(gè)句柄的可讀狀態(tài)是不可能用select實(shí)現(xiàn)的�；蛘咄瑫r(shí)檢測1025個(gè)句柄的可寫狀態(tài)也是不可能的。

其次，內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)select是用輪詢方法，即每次檢測都會(huì)遍歷所有FD_SET中的句柄，顯然，select函數(shù)執(zhí)行時(shí)間與FD_SET中的句柄個(gè)數(shù)有一個(gè)比例關(guān)系，即select要檢測的句柄數(shù)越多就會(huì)越費(fèi)時(shí)。

當(dāng)然，在前文中我并沒有提及poll方法，事實(shí)上用select的朋友一定也試過poll，我個(gè)人覺得select和poll大同小異，個(gè)人偏好于用select而已。

/************關(guān)于本文檔********************************************

*filename: Linux 2.6內(nèi)核中提高網(wǎng)絡(luò)I/O性能的新方法epoll

*purpose: 補(bǔ)充“Linux下各類TCP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)源代碼”一文的不足之處

*wrote by: zhoulifa(zhoulifa@163.com) 周立發(fā)(http://zhoulifa.9999mb.com)

Linux愛好者 Linux知識傳播者 SOHO族開發(fā)者最擅長C語言

*date time:2006-07-06 22:30:00

*Note: 任何人可以任意復(fù)制代碼并運(yùn)用這些文檔，當(dāng)然包括你的商業(yè)用途

* 但請遵循GPL

*Hope:希望越來越多的人貢獻(xiàn)自己的力量，為科學(xué)技術(shù)發(fā)展出力

*********************************************************************/

2、2.6內(nèi)核中提高I/O性能的新方法epoll

epoll是什么？按照man手冊的說法：是為處理大批量句柄而作了改進(jìn)的poll。要使用epoll只需要這三個(gè)系統(tǒng)調(diào)用：epoll_create(2)， epoll_ctl(2)， epoll_wait(2)。

當(dāng)然，這不是2.6內(nèi)核才有的，它是在2.5.44內(nèi)核中被引進(jìn)的(epoll(4) is a new API introduced in Linux kernel 2.5.44)

以下文章轉(zhuǎn)自滕昱的Web Log http://mechgouki.spaces.msn.com/blog/PersonalSpace.aspx

/*********************************引用開始******************************/

Linux2.6內(nèi)核epoll介紹---我的blog 2005/3/30

[作者]：滕昱,2005/3/30,0.1版本

[版權(quán)聲明]：此文檔遵循GNU自由文檔許可證(GNU Free Documentation License).任何人可以自由復(fù)制,分發(fā),修改,不過如果方便,請注明出處和作者

(1)導(dǎo)言：

首先，我強(qiáng)烈建議大家閱讀Richard Stevens著作《TCP/IP Illustracted Volume 1,2,3》和《UNIX Network Programming Volume 1,2》。雖然他離開我們大家已經(jīng)5年多了，但是他的書依然是進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)編程的最直接的道路。其中的3卷的《TCP/IP Illustracted》卷1是必讀－如果你不了解tcp協(xié)議各個(gè)選項(xiàng)的詳細(xì)定義，你就失去了優(yōu)化程序重要的一個(gè)手段。卷2,3可以選讀一下。比如卷2 講解的是4.4BSD內(nèi)核TCP/IP協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)----這個(gè)版本的協(xié)議棧幾乎影響了現(xiàn)在所有的主流os，但是因?yàn)槟甏眠h(yuǎn)，內(nèi)容不一定那么vogue. 在這里我多推薦一本《The Linux Networking Architecture--Design and Implementation of Network Protocols in the Linux Kernel》，以2.4內(nèi)核講解Linux TCP/IP實(shí)現(xiàn)，相當(dāng)不錯(cuò).作為一個(gè)現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)現(xiàn)，很多時(shí)候你必須作很多權(quán)衡，這時(shí)候參考一個(gè)久經(jīng)考驗(yàn)的系統(tǒng)更有實(shí)際意義。舉個(gè)例子,linux內(nèi)核中sk_buff結(jié)構(gòu)為了追求速度和安全，犧牲了部分內(nèi)存，所以在發(fā)送TCP包的時(shí)候，無論應(yīng)用層數(shù)據(jù)多大,sk_buff最小也有272的字節(jié).

其實(shí)對于socket應(yīng)用層程序來說，《UNIX Network Programming Volume 1》意義更大一點(diǎn).2003年的時(shí)候，這本書出了最新的第3版本，不過主要還是修訂第2版本。其中第6章《I/O Multiplexing》是最重要的。Stevens給出了網(wǎng)絡(luò)IO的基本模型。在這里最重要的莫過于select模型和Asynchronous I/O模型.從理論上說，AIO似乎是最高效的，你的IO操作可以立即返回，然后等待os告訴你IO操作完成。但是一直以來，如何實(shí)現(xiàn)就沒有一個(gè)完美的方案。最著名的windows完成端口實(shí)現(xiàn)的AIO,實(shí)際上也是內(nèi)部用線程池實(shí)現(xiàn)的罷了，最后的結(jié)果是IO有個(gè)線程池，你應(yīng)用也需要一個(gè)線程池...... 很多文檔其實(shí)已經(jīng)指出了這帶來的線程context-switch帶來的代價(jià)。

在linux 平臺(tái)上，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)AIO一直是改動(dòng)最多的地方，2.4的年代就有很多AIO內(nèi)核patch,最著名的應(yīng)該算是SGI那個(gè)。但是一直到2.6內(nèi)核發(fā)布，網(wǎng)絡(luò)模塊的AIO一直沒有進(jìn)入穩(wěn)定內(nèi)核版本(大部分都是使用用戶線程模擬方法，在使用了NPTL的linux上面其實(shí)和windows的完成端口基本上差不多了)。2.6內(nèi)核所支持的AIO特指磁盤的AIO---支持io_submit(),io_getevents()以及對Direct IO的支持(就是繞過VFS系統(tǒng)buffer直接寫硬盤，對于流服務(wù)器在內(nèi)存平穩(wěn)性上有相當(dāng)幫助)。

所以，剩下的select模型基本上就是我們在linux上面的唯一選擇，其實(shí)，如果加上no-block socket的配置，可以完成一個(gè)"偽"AIO的實(shí)現(xiàn)，只不過推動(dòng)力在于你而不是os而已。不過傳統(tǒng)的select/poll函數(shù)有著一些無法忍受的缺點(diǎn)，所以改進(jìn)一直是2.4-2.5開發(fā)版本內(nèi)核的任務(wù)，包括/dev/poll，realtime signal等等。最終，Davide Libenzi開發(fā)的epoll進(jìn)入2.6內(nèi)核成為正式的解決方案

(2)epoll的優(yōu)點(diǎn)

<1>支持一個(gè)進(jìn)程打開大數(shù)目的socket描述符(FD)

select 最不能忍受的是一個(gè)進(jìn)程所打開的FD是有一定限制的，由FD_SETSIZE設(shè)置，默認(rèn)值是2048。對于那些需要支持的上萬連接數(shù)目的IM服務(wù)器來說顯然太少了。這時(shí)候你一是可以選擇修改這個(gè)宏然后重新編譯內(nèi)核，不過資料也同時(shí)指出這樣會(huì)帶來網(wǎng)絡(luò)效率的下降，二是可以選擇多進(jìn)程的解決方案(傳統(tǒng)的Apache方案)，不過雖然linux上面創(chuàng)建進(jìn)程的代價(jià)比較小，但仍舊是不可忽視的，加上進(jìn)程間數(shù)據(jù)同步遠(yuǎn)比不上線程間同步的高效，所以也不是一種完美的方案。不過 epoll則沒有這個(gè)限制，它所支持的FD上限是最大可以打開文件的數(shù)目，這個(gè)數(shù)字一般遠(yuǎn)大于2048,舉個(gè)例子,在1GB內(nèi)存的機(jī)器上大約是10萬左右，具體數(shù)目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看,一般來說這個(gè)數(shù)目和系統(tǒng)內(nèi)存關(guān)系很大。

<2>IO效率不隨FD數(shù)目增加而線性下降

傳統(tǒng)的select/poll另一個(gè)致命弱點(diǎn)就是當(dāng)你擁有一個(gè)很大的socket集合，不過由于網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，任一時(shí)間只有部分的socket是"活躍"的，但是select/poll每次調(diào)用都會(huì)線性掃描全部的集合，導(dǎo)致效率呈現(xiàn)線性下降。但是epoll不存在這個(gè)問題，它只會(huì)對"活躍"的socket進(jìn)行操作---這是因?yàn)樵趦?nèi)核實(shí)現(xiàn)中epoll是根據(jù)每個(gè)fd上面的callback函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。那么，只有"活躍"的socket才會(huì)主動(dòng)的去調(diào)用 callback函數(shù)，其他idle狀態(tài)socket則不會(huì)，在這點(diǎn)上，epoll實(shí)現(xiàn)了一個(gè)"偽"AIO，因?yàn)檫@時(shí)候推動(dòng)力在os內(nèi)核。在一些 benchmark中，如果所有的socket基本上都是活躍的---比如一個(gè)高速LAN環(huán)境，epoll并不比select/poll有什么效率，相反，如果過多使用epoll_ctl,效率相比還有稍微的下降。但是一旦使用idle connections模擬WAN環(huán)境,epoll的效率就遠(yuǎn)在select/poll之上了。

<3>使用mmap加速內(nèi)核與用戶空間的消息傳遞。

這點(diǎn)實(shí)際上涉及到epoll的具體實(shí)現(xiàn)了。無論是select,poll還是epoll都需要內(nèi)核把FD消息通知給用戶空間，如何避免不必要的內(nèi)存拷貝就很重要，在這點(diǎn)上，epoll是通過內(nèi)核于用戶空間mmap同一塊內(nèi)存實(shí)現(xiàn)的。而如果你想我一樣從2.5內(nèi)核就關(guān)注epoll的話，一定不會(huì)忘記手工 mmap這一步的。

<4>內(nèi)核微調(diào)

這一點(diǎn)其實(shí)不算epoll的優(yōu)點(diǎn)了，而是整個(gè)linux平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)。也許你可以懷疑linux平臺(tái)，但是你無法回避linux平臺(tái)賦予你微調(diào)內(nèi)核的能力。比如，內(nèi)核TCP/IP協(xié)議棧使用內(nèi)存池管理sk_buff結(jié)構(gòu)，那么可以在運(yùn)行時(shí)期動(dòng)態(tài)調(diào)整這個(gè)內(nèi)存pool(skb_head_pool)的大小--- 通過echo XXXX>/proc/sys/net/core/hot_list_length完成。再比如listen函數(shù)的第2個(gè)參數(shù)(TCP完成3次握手的數(shù)據(jù)包隊(duì)列長度)，也可以根據(jù)你平臺(tái)內(nèi)存大小動(dòng)態(tài)調(diào)整。更甚至在一個(gè)數(shù)據(jù)包面數(shù)目巨大但同時(shí)每個(gè)數(shù)據(jù)包本身大小卻很小的特殊系統(tǒng)上嘗試最新的NAPI網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)架構(gòu)。

(3)epoll的使用

令人高興的是，2.6內(nèi)核的epoll比其2.5開發(fā)版本的/dev/epoll簡潔了許多，所以，大部分情況下，強(qiáng)大的東西往往是簡單的。唯一有點(diǎn)麻煩是epoll有2種工作方式:LT和ET。

LT(level triggered)是缺省的工作方式，并且同時(shí)支持block和no-block socket.在這種做法中，內(nèi)核告訴你一個(gè)文件描述符是否就緒了，然后你可以對這個(gè)就緒的fd進(jìn)行IO操作。如果你不作任何操作，內(nèi)核還是會(huì)繼續(xù)通知你的，所以，這種模式編程出錯(cuò)誤可能性要小一點(diǎn)。傳統(tǒng)的select/poll都是這種模型的代表．

ET (edge-triggered)是高速工作方式，只支持no-block socket。在這種模式下，當(dāng)描述符從未就緒變?yōu)榫途w時(shí)，內(nèi)核通過epoll告訴你。然后它會(huì)假設(shè)你知道文件描述符已經(jīng)就緒，并且不會(huì)再為那個(gè)文件描述符發(fā)送更多的就緒通知，直到你做了某些操作導(dǎo)致那個(gè)文件描述符不再為就緒狀態(tài)了(比如，你在發(fā)送，接收或者接收請求，或者發(fā)送接收的數(shù)據(jù)少于一定量時(shí)導(dǎo)致了一個(gè)EWOULDBLOCK 錯(cuò)誤）。但是請注意，如果一直不對這個(gè)fd作IO操作(從而導(dǎo)致它再次變成未就緒)，內(nèi)核不會(huì)發(fā)送更多的通知(only once),不過在TCP協(xié)議中，ET模式的加速效用仍需要更多的benchmark確認(rèn)。

epoll只有epoll_create,epoll_ctl,epoll_wait 3個(gè)系統(tǒng)調(diào)用，具體用法請參考http://www.xmailserver.org/linux-patches/nio-improve.html ，

在http://www.kegel.com/rn/也有一個(gè)完整的例子，大家一看就知道如何使用了

(4)Leader/follower模式線程pool實(shí)現(xiàn)，以及和epoll的配合

.....未完成，主要是要避免過多的epoll_ctl調(diào)用,以及嘗試使用EPOLLONESHOT加速......

(5)benchmark

.......未完成

/*********************************引用結(jié)束******************************/

3、epoll的使用方法

這是epoll的man手冊提供的一個(gè)例子，這段代碼假設(shè)一個(gè)非阻塞的socket監(jiān)聽listener被建立并且一個(gè)epoll句柄kdpfd已經(jīng)提前用epoll_create建立了：

struct epoll_event ev, *events;
for(;;) {
nfds = epoll_wait(kdpfd, events, maxevents, -1);/*wait for an I/O event. All notes here added by zhoulifa(http://zhoulifa.bokee.com) on 2006-7-6 22:10:00*/
for(n = 0; n < nfds; ++n) {
if(events[n].data.fd == listener) {/*if listen socket has an I/O, accept the new connect*/
client = accept(listener, (struct sockaddr *) &local,
&addrlen);
if(client < 0){
perror("accept");
continue;
}
setnonblocking(client);
ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;/*EPOLLIN-available for read*/
ev.data.fd = client;
if (epoll_ctl(kdpfd, EPOLL_CTL_ADD, client, &ev) < 0) {/*add the new socket into the epoll file descriptors*/
fprintf(stderr, "epoll set insertion error: fd=%d\n",
client);
return -1;
}
}
else
do_use_fd(events[n].data.fd);/*read from a socket which has data come*/
}
}

復(fù)制代碼

4、epoll使用方法示意代碼

以下代碼由chinaunix.net上BBS用戶safedead(http://72891.cn/viewpro.php?uid=407631)提供：

static int s_epfd;//epoll描述字
{//初始化epoll
struct epoll_event ev;
//設(shè)置epoll
s_epfd = epoll_create(65535);
{//這個(gè)過程可以循環(huán)以便加入多個(gè)LISTEN套接字進(jìn)入epoll事件集合
//服務(wù)器監(jiān)聽創(chuàng)建
rc = listen();//listen參數(shù)這里省略
//加入epoll事件集合
ev.events = EPOLLIN;
ev.data.fd = rc;
if (epoll_ctl(s_epfd, EPOLL_CTL_ADD, rc, &ev) < 0) {
fprintf(stderr, "epoll set insertion error: fd=%d", rc);
return(-1);
}
}
}
{//epoll事件處理
int i, nfds, sock_new;
struct epoll_event events[16384];
for( ; ; ) {
//等待epoll事件
nfds = epoll_wait(s_epfd, events, 16384, -1);
//處理epoll事件
for(i = 0; i < nfds; i++) {
//events[i].data.fd是epoll事件中彈出的套接字
//接收連接
sock_new = accept(events[i].data.fd);//accept其它參數(shù)這里省略了
if(0 > sock_new) {
fprintf(stderr, "接收客戶端連接失敗\n");
continue;
}
}
}
}

復(fù)制代碼

對照safedead和前面的一份代碼，我想大家一定是明白了的。

5、參考文檔

Improving (network) I/O performance ...

http://www.xmailserver.org/linux-patches/nio-improve.html

[ 本帖最后由 zhoulifa 于 2006-10-19 08:38 編輯 ]