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    Epoll在LT和ET模式下的读写方式

    kimi发表于 2012-07-10 18:43:21
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    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 socket.h> <td>
    #include wait.h> <td>
    #include in.h> <td>
    #include tcp.h> <td>
    #include epoll.h> <td>
    #include sendfile.h> <td>
    #include stat.h> <td>
    #include
    #include
    #include
    #include
    #include
    #include
    #include
    #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;
    }



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