epoll

本文介绍了epoll作为Linux 2.6内核中的高效I/O多路复用技术,通过红黑树和双链表的数据结构实现高性能并发处理。通过实例代码详细展示了如何使用epoll监控多个socket的读事件,包括epoll_create、epoll_ctl和epoll_wait三个关键函数的使用。

epoll是linux2.6用于高并发数据处理的接口。

instance analysis1:

send.c

//send.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <arpa/inet.h>

int main()
{

  int sock;
  struct sockaddr_in dest1, dest2;
  char buf[1024];

  sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

  dest1.sin_family = AF_INET;
  dest2.sin_family = AF_INET;

  inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &dest1.sin_addr.s_addr);
  inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &dest2.sin_addr.s_addr);

  dest1.sin_port = htons(11111);
  dest2.sin_port = htons(22222);
  int count = 10;
  while(count--)
  {
	  printf("count:%d\n",count);
  strcpy(buf, "data to port 11111\n");
  //给地址1(dest1)送信
  sendto(sock, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr*)&dest1, sizeof(dest1));
	sleep(1);
  strcpy(buf, "data to port 22222\n");
  //给地址2(dest2)送信
  sendto(sock, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr*)&dest2, sizeof(dest1));
  
  }

  close(sock);

  return 0;
}

 recv.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <arpa/inet.h>

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#define EVENTS 12

int main()
{
	int sock1, sock2;
	struct sockaddr_in addr1, addr2;
	int epfd;
	struct epoll_event ev, ev_ret[EVENTS];
	char buf[2048];
	int i;
	int nfds;
	int n;

	//创建2个接受消息的socket
	sock1 = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	sock2 = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
	addr1.sin_family = AF_INET;
	addr2.sin_family = AF_INET;

	inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &addr1.sin_addr.s_addr);
	inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &addr2.sin_addr.s_addr);

	addr1.sin_port = htons(11111);
	addr2.sin_port = htons(22222);

	bind(sock1, (struct sockaddr*)&addr1, sizeof(addr1));
	bind(sock2, (struct sockaddr*)&addr2, sizeof(addr2));

	//参数不小于0就行
	epfd = epoll_create(1);
	if(epfd < 0){
		perror("epoll_create");
		return 1;
	}

	memset(&ev, 0, sizeof(ev));
	ev.events = EPOLLIN;//只读
	ev.data.fd = sock1;//把sock1加到epoll
	if(epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, sock1, &ev) != 0){
		perror("epoll_ctl");
		return 1;
	}

	memset(&ev, 0, sizeof(ev));
	ev.events = EPOLLIN;//只读
	ev.data.fd = sock2;//把sock2加到epoll
	if(epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, sock2, &ev) != 0){
		perror("epoll_ctl");
		return 1;
	}

	while(1)
	{
		printf("before epoll_wait\n");
		//int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events,int maxevents, int timeout);
		//timeout ms
		//在这里会阻塞,只等待10秒,超过10秒,epoll_wait函数结束,返回0给nfds.
		nfds = epoll_wait(epfd, ev_ret, EVENTS, 10*1000);
		if(nfds < 0)
		{
			perror("epoll_wait; return 1");
			return 1;
		}

		printf("after epoll_wait\n");
		if(nfds == 0)
		{
			printf("timeout....exit\n");
			break;
		}

		printf("runing nfds:%d\n", nfds);

		for(i = 0; i < nfds; ++i)
		{
			//判断进来的socket是哪个socket
			if(ev_ret[i].data.fd == sock1)
			{
				//从sock1读取数据,并写入到标准输出
				n = recv(sock1, buf, sizeof(buf), 0);
				write(fileno(stdout), buf, n);
			}
			//判断进来的socket是哪个socket
			else if(ev_ret[i].data.fd == sock2)
			{
				//从sock1读取数据,并写入到标准输出
				n = recv(sock2, buf, sizeof(buf), 0);
				write(fileno(stdout), buf, n);
			}
		}
	}

	close(sock1);
	close(sock2);
	return 0;
}

原理

从上面的讲解可知:通过红黑树和双链表数据结构,并结合回调机制,造就了epoll的高效。

OK,讲解完了Epoll的机理,我们便能很容易掌握epoll的用法了。一句话描述就是:三步曲。

第一步:epoll_create()系统调用。此调用返回一个句柄,之后所有的使用都依靠这个句柄来标识。

第二步:epoll_ctl()系统调用。通过此调用向epoll对象中添加、删除、修改感兴趣的事件,返回0标识成功,返回-1表示失败。

第三部:epoll_wait()系统调用。通过此调用收集收集在epoll监控中已经发生的事件。

内容概要:本文详细介绍了一个基于C++的养老院管理系统的设计与实现,旨在应对人口老龄化带来的管理挑战。系统通过整合住户档案、健康监测、护理计划、任务调度等核心功能,构建了从数据采集、清洗、AI风险预测到服务调度与可视化的完整技术架构。采用C++高性能服务端结合消息队列、规则引擎和机器学习模型,实现了健康状态实时监控、智能任务分配、异常告警推送等功能,并解决了多源数据整合、权限安全、老旧硬件兼容等实际问题。系统支持模块化扩展与流程自定义,提升了养老服务效率、医护协同水平和住户安全保障,同时为运营决策提供数据支持。文中还提供了关键模块的代码示例,如健康指数算法、任务调度器和日志记录组件。; 适合人群:具备C++编程基础,从事软件开发或系统设计工作1-3年的研发人员,尤其是关注智慧养老、医疗信息系统开发的技术人员。; 使用场景及目标:①学习如何在真实项目中应用C++构建高性能、可扩展的管理系统;②掌握多源数据整合、实时健康监控、任务调度与权限控制等复杂业务的技术实现方案;③了解AI模型在养老场景中的落地方式及系统架构设计思路。; 阅读建议:此资源不仅包含系统架构与模型描述,还附有核心代码片段,建议结合整体设计逻辑深入理解各模块之间的协同机制,并可通过重构或扩展代码来加深对系统工程实践的掌握。
内容概要:本文详细介绍了一个基于C++的城市交通流量数据可视化分析系统的设计与实现。系统涵盖数据采集与预处理、存储与管理、分析建模、可视化展示、系统集成扩展以及数据安全与隐私保护六大核心模块。通过多源异构数据融合、高效存储检索、实时处理分析、高交互性可视化界面及模块化架构设计,实现了对城市交通流量的实时监控、历史趋势分析与智能决策支持。文中还提供了关键模块的C++代码示例,如数据采集、清洗、CSV读写、流量统计、异常检测及基于SFML的柱状图绘制,增强了系统的可实现性与实用性。; 适合人群:具备C++编程基础,熟悉数据结构与算法,有一定项目开发经验的高校学生、研究人员及从事智能交通系统开发的工程师;适合对大数据处理、可视化技术和智慧城市应用感兴趣的技术人员。; 使用场景及目标:①应用于城市交通管理部门,实现交通流量实时监测与拥堵预警;②为市民出行提供路径优化建议;③支持交通政策制定与信号灯配时优化;④作为智慧城市建设中的智能交通子系统,实现与其他城市系统的数据协同。; 阅读建议:建议结合文中代码示例搭建开发环境进行实践,重点关注多线程数据采集、异常检测算法与可视化实现细节;可进一步扩展机器学习模型用于流量预测,并集成真实交通数据源进行系统验证。
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