epoll示范

一.server端

#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>

using namespace std;

#define MAXLINE 5
#define OPEN_MAX 100
#define LISTENQ 20
#define SERV_PORT 5000
#define INFTIM 1000

void setnonblocking(int sock)
{
    int opts;
    opts = fcntl(sock, F_GETFL);
    if(opts < 0)
    {
        perror("fcntl(sock,GETFL)");
        exit(1);
    }
    opts = opts|O_NONBLOCK;
    if(fcntl(sock, F_SETFL, opts) < 0)
    {
        perror("fcntl(sock,SETFL,opts)");
        exit(1);
    }   
}

int main()
{
	int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);	//创建socket
	setnonblocking(listenfd);	//socket设置为非阻塞方式
	
	struct epoll_event ev; //ev用于注册事件
	struct epoll_event events[20];	//events用于回传要处理的事件
	ev.data.fd = listenfd;	//设置与要处理的事件相关的文件描述符
	ev.events = EPOLLIN|EPOLLET;	//设置要处理的事件类型
	
	int epfd = epoll_create(256);	//生成用于处理accept的epoll专用的文件描述符
	epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, listenfd, &ev);	//注册epoll事件
	
	struct sockaddr_in clientaddr;
	struct sockaddr_in serveraddr;
	bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr));
	serveraddr.sin_family = AF_INET;
	char *local_addr = "127.0.0.1";
    inet_aton(local_addr, &(serveraddr.sin_addr));
    serveraddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
	bind(listenfd, (sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr));
	listen(listenfd, LISTENQ);
	
	int sockfd;
	ssize_t n;
    char buf[MAXLINE];
    socklen_t clilen;
	
	while(1)
	{
		int nfds = epoll_wait(epfd, events, 20, 500);	//等待epoll事件的发生
		for (int i = 0; i < nfds; i++)
		{
			if (events[i].data.fd == listenfd)
			{
				int connfd = accept(listenfd, (sockaddr *)&clientaddr, &clilen);
				if(connfd < 0)
				{
                    perror("connfd<0");
                    exit(1);
                }
				
				char *str = inet_ntoa(clientaddr.sin_addr);
				printf("accapt a connection from: %s\n", str);
				
				setnonblocking(connfd);	//socket设置为非阻塞方式
				ev.data.fd = connfd;	//设置用于读操作的文件描述符
				ev.events = EPOLLIN|EPOLLET;	//设置用于注册的读操作事件
				epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, connfd, &ev);	//注册ev	
			}
			else if (events[i].events & EPOLLIN)
			{
				if ((sockfd = events[i].data.fd) < 0)
				{
					continue;
				}
				
				if ((n = read(sockfd, buf, MAXLINE)) < 0)
				{
					if (errno == ECONNRESET)
					{
						close(sockfd);
						events[i].data.fd = -1;
					}
				}
				else if (n == 0)
				{
					close(sockfd);
                    events[i].data.fd = -1;
				}
				
				buf[n] = '\0';
				ev.data.fd = sockfd;	//设置用于写操作的文件描述符
				ev.events = EPOLLOUT|EPOLLET;	////设置用于注册的写操作事件
				epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, sockfd, &ev);	//修改sockfd上要处理的事件为EPOLLOUT
				
				printf("recv data:%s\n", buf);
			}
			else if (events[i].events&EPOLLOUT)
            {   
				if ((sockfd = events[i].data.fd) < 0)
				{
					continue;
				}
				
				write(sockfd, buf, n);
				ev.data.fd = sockfd;	//设置用于读操作的文件描述符
				ev.events = EPOLLIN|EPOLLET;	//设置用于注册的读操作事件
				epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, sockfd, &ev);	////修改sockfd上要处理的事件为EPOLIN
				
				printf("send data:%s\n", buf);
            }	
		}
	}
	
	return 0;
}


二.client端

#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>

using namespace std;

#define SERV_PORT 5000
#define MAXLINE 5
#define MESSAGE "hello"

int main()
{
	char buf[MAXLINE];
	
	int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	
	struct sockaddr_in serveraddr;
	bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr));
	serveraddr.sin_family = AF_INET;
	char *local_addr = "127.0.0.1";
    inet_aton(local_addr, &(serveraddr.sin_addr));
    serveraddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
	
	if (0 != connect(sockfd, (sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)))
    {
        printf("connected failed");
        return 1;
    }
	
	write(sockfd, MESSAGE, sizeof(MESSAGE));
    int count = read(sockfd, buf, MAXLINE);

    printf("Response from server: %s\n",buf);

    close(sockfd);
    return 0;
}

### C语言中的异步Socket编程 #### 异步Socket的概念 在传统的同步模式下,当调用阻塞函数如`accept()`或`recv()`时,程序会一直等待直到操作完成。而在异步模式下,这些I/O操作不会阻塞进程,允许应用程序继续执行其他任务。 为了实现非阻塞行为,在Linux环境下可以设置套接字为非阻塞状态或者利用事件驱动机制来处理网络通信。对于前者来说,可以通过fcntl()系统调用来改变文件描述符的状态;后者则涉及到epoll、poll等高级接口的应用[^1]。 #### 设置非阻塞套接字的方法 下面展示如何通过修改socket选项使它成为非阻塞形式: ```c #include <fcntl.h> ... int flags; flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0); if (flags == -1) { perror("Error getting socket flags"); } else if (fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK) == -1){ perror("Error setting non-blocking flag on the socket"); } ``` 这段代码首先获取当前的文件状态标志,接着加上O_NONBLOCK标记并重新应用到指定的socket上。这样做的好处是可以让后续对该socket的操作不再被挂起而是立即返回错误码EAGAIN/EWOULDBLOCK表示资源暂时不可用[^2]。 #### 使用select/poll/epoll进行多路复用监听 除了简单的非阻塞方式外,更推荐的做法是采用select(), poll() 或者 epoll_create()/epoll_ctl()/epoll_wait()这样的API来进行高效的并发连接管理。这里给出基于select的基础框架作为示范: ```c fd_set read_fds; /* file descriptors that will be checked for readability */ FD_ZERO(&read_fds); /* clear all bits in set */ FD_SET(sockfd, &read_fds); struct timeval timeout; timeout.tv_sec = 5; /* wait up to five seconds */ timeout.tv_usec = 0; /* Wait until either a connection is pending or time out occurs */ if(select(sockfd + 1, &read_fds, NULL, NULL, &timeout) > 0 && FD_ISSET(sockfd,&read_fds)){ accept_new_connection(); }else{ handle_timeout_or_error(); } ``` 上述片段展示了怎样构建一个能够响应多个输入源变化的通知循环。其中`select()`接受四个参数分别代表读写异常集合以及超时期限。一旦有活动发生就会触发相应的回调逻辑去进一步处理新到来的数据流或是建立新的客户端链接请求[^3]。
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