前言
epoll是Linux专有API，提供高效的文件描述符管理，常用于批量监听文件描述符的可读情况，是高并发服务器的有效手段之一。下面是一个简单的epoll服务器与客户端例子。
服务器端
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/epoll.h>
using namespace std;
const int MAX_EPOLL_EVENTS = 1000;
const int MAX_MSG_LEN = 1024;
void setFdNonblock(int fd)
{
fcntl(fd, F_SETFL, fcntl(fd, F_GETFL) | O_NONBLOCK);
}
void err_exit(const char *s){
printf("error: %s\n",s);
exit(0);
}
int create_socket(const char *ip, const int port_number)
{
struct sockaddr_in server_addr = {0};
/* 设置ipv4模式 */
server_addr.sin_family = AF_INET; /* ipv4 */
/* 设置端口号 */
server_addr.sin_port = htons(port_number);
/* 设置主机地址 */
if(inet_pton(server_addr.sin_family, ip, &server_addr.sin_addr) == -1){
err_exit("inet_pton");
}
/* 建立socket */
int sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sockfd == -1){
err_exit("socket");
}
/* 设置复用模式 */
int reuse = 1;
if(setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse)) == -1)
{
err_exit("setsockopt");
}
/* 绑定端口 */
if(bind(sockfd, (sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1){
err_exit("bind");
}
/* 设置被动打开 */
if(listen(sockfd, 5) == -1){
err_exit("listen");
}
return sockfd;
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
/* 帮助 */
if(argc < 3){
printf("usage:%s ip port\n", argv[0]);
exit(0);
}
/* 获取服务器参数 */
const char * ip = argv[1];
const int port = atoi(argv[2]);
/* 创建套接字 */
int sockfd = create_socket(ip, port);
printf("success create sockfd %d\n", sockfd);
setFdNonblock(sockfd);
/* 创建epoll */
int epollfd = epoll_create1(0);
if(epollfd == -1) err_exit("epoll_create1");
/* 添加sockfd到epollfd兴趣列表 */
struct epoll_event ev;
ev.data.fd = sockfd;
ev.events = EPOLLIN ;
if(epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, sockfd, &ev) == -1){
err_exit("epoll_ctl1");
}
/* 创建一个列表用于存放wait所返回的events */
struct epoll_event events[MAX_EPOLL_EVENTS] = {0};
/* 开始等待所有在epoll上挂上去的事件 */
while(1){
/* 等待事件 */
printf("begin wait\n");
int number = epoll_wait(epollfd, events, MAX_EPOLL_EVENTS, -1);
printf("end wait\n");
sleep(1);
if(number > 0){
/* 遍历所有事件 */
for (int i = 0; i < number; i++)
{
int eventfd = events[i].data.fd;
/* 如果触发事件的fd是sockfd，则说明有人连接上来了，我们需要accept他 */
if(eventfd == sockfd){
printf("accept new client...\n");
struct sockaddr_in client_addr;
socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);
int connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_addr_len);
setFdNonblock(connfd);
/* accept之后，需要将文件描述符加入到监听列表中 */
struct epoll_event ev;
ev.data.fd = connfd;
ev.events = EPOLLIN;
if(epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, connfd, &ev) == -1){
err_exit("epoll_ctl2");
}
printf("accept new client end.\n");
}
/* 如果触发的fd不是sockfd，那就是新加的connfd */
else{
/* 读出内容，直到遇到回车。然后显示该内容。 */
printf("read start...\n");
while(1){
char buff = -1;
int ret = read(eventfd, &buff, 1);
if(ret > 0){
printf("%c", buff);
}
if(buff == '\n'){
break;
}
else if (ret == 0){
printf("client close.\n");
close(eventfd);
epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_DEL, eventfd, NULL);
break;
}
else if (ret < 0){
printf("read error.\n");
break;
}
}
printf("read end.\n");
}
}
}
}
}
客户端
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;
void err_exit(const char *s){
printf("error: %s\n",s);
exit(0);
}
int create_socket(const char *ip, const int port_number)
{
struct sockaddr_in server_addr = {0};
/* 设置ipv4模式 */
server_addr.sin_family = AF_INET; /* ipv4 */
/* 设置端口号 */
server_addr.sin_port = htons(port_number);
/* 设置主机地址 */
if(inet_pton(PF_INET, ip, &server_addr.sin_addr) == -1){
err_exit("inet_pton");
}
/* 建立socket */
int sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sockfd == -1){
err_exit("socket");
}
if(connect(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1){
err_exit("connect");
}
return sockfd;
}
int main(int argc, const char *argv[]){
if(argc < 3){
printf("usage:%s ip port\n", argv[0]);
exit(0);
}
/* 获取服务器参数 */
const char * ip = argv[1];
const int port = atoi(argv[2]);
//创建套接字
int sock = create_socket(ip, port);
//向服务器（特定的IP和端口）发起请求
while(1){
string buff;
getline(cin, buff);
if(buff == "exit") break;
write(sock, buff.c_str(), buff.size());
char end = '\n';
write(sock, &end, 1);
}
close(sock);
return 0;
}
编译
将上述文本存为socket_server.cpp与socket_client.cpp，编译链接该程序。
g++ -Wall socket_server.cpp -o server && g++ -Wall socket_client.cpp -o client
运行
./server localhost 1234
./client localhost 1234
在client端输入文字并回车，会出现在服务器端。按下Ctrl C关闭客户端或者输入exit关闭客户端。
运行流程
服务器首先创建被动打开socket文件描述符，然后将该文件描述符加入到epoll兴趣列表。接下来进入循环。每当兴趣列表wait结束时，说明对应文件描述符可以进行操作。当有客户端连上被动打开socket文件描述符时，说明有客户端连上，被动打开文件描述符可以被accept。accept后所创建的新的文件描述符是与客户端通信的文件描述符，该文件描述符继续加入兴趣列表。当客户端发送数据时，该文件描述符也会产生可读信号，会导致wait结束，此时进入处理模式，读取并显示客户端所发送的数据。
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