epoll原理及服务器代码实现

?????????epoll 是 Linux 下用于实现高性能事件通知机制的系统调用。它相对于传统的 select 和 poll 具有更好的性能和可伸缩性，特别适用于需要处理大量并发连接的场景，比如网络编程中的服务器。

#include <sys/epoll.h>
// 创建一个新的epoll实例。在内核中创建了一个数据，这个数据中有两个比较重要的数据，一个是需要检
测的文件描述符的信息（红黑树），还有一个是就绪列表，存放检测到数据发送改变的文件描述符信息（双向
链表）。
int epoll_create(int size);
- 参数：
size : 目前没有意义了。随便写一个数，必须大于0
    - 返回值：
        -1 : 失败
        > 0 : 文件描述符，操作epoll实例的


typedef union epoll_data {
    void *ptr;
    int fd;
    uint32_t u32;
    uint64_t u64;
} epoll_data_t;

struct epoll_event {
    uint32_t events; /* Epoll events */
    epoll_data_t data; /* User data variable */
    };
    常见的Epoll检测事件：
    - EPOLLIN
    - EPOLLOUT
    - EPOLLERR

// 对epoll实例进行管理：添加文件描述符信息，删除信息，修改信息
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
    - 参数：
    - epfd : epoll实例对应的文件描述符
    - op : 要进行什么操作
    EPOLL_CTL_ADD: 添加
    EPOLL_CTL_MOD: 修改
    EPOLL_CTL_DEL: 删除
    - fd : 要检测的文件描述符
    - event : 检测文件描述符什么事情
// 检测函数
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int
timeout);
    - 参数：
    - epfd : epoll实例对应的文件描述符
    - events : 传出参数，保存了发送了变化的文件描述符的信息
    - maxevents : 第二个参数结构体数组的大小
    - timeout : 阻塞时间
    - 0 : 不阻塞
    - -1 : 阻塞，直到检测到fd数据发生变化，解除阻塞
    - > 0 : 阻塞的时长（毫秒）
    - 返回值：
    - 成功，返回发送变化的文件描述符的个数 > 0
    - 失败 -1

代码：?

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// Created by zhangchuang on 2024/1/2.
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#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/epoll.h>

int main(){

    // 创建socket
    int lfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    struct sockaddr_in saddr;
    saddr.sin_port = htons(9999);
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    // 绑定
    bind(lfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr));

    // 监听
    listen(lfd, 8);

    // 使用epoll_create() 创建一个epoll实例
    int epfd = epoll_create(100);

    // 将监听的文件描述符相关信息加入到epoll实例中
    struct epoll_event epev;
    epev.events=EPOLLIN;
    epev.data.fd=lfd;
    epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,lfd,&epev);


    while (1){
        //检测  -1 表示阻塞
        struct epoll_event epevs[1024];
        int ret = epoll_wait(epfd,epevs,1024,-1);//不阻塞可能返回0
        if(ret==-1){
            perror("epoll_wait");
            exit(-1);  // 退出进程
        }
        printf("ret = %d",ret);
        int i =0;
        for(i;i<ret;i++){
            if(epevs[i].data.fd =lfd){
                // 新的客户端连接
                struct sockaddr_in cliaddr;
                int len = sizeof(cliaddr);
                int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len);

                epev.events=EPOLLIN | EPOLLOUT;
                epev.data.fd=cfd;
                epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,cfd,&epev);
            }else{
                if(epevs[i].events & EPOLLOUT){
                    continue;
                }
                // 说明这个文件描述符对应的客户端发来了数据
                char buf[1024] = {0};
                int len = read(epevs[i].data.fd, buf, sizeof(buf));
                if(len == -1) {
                    perror("read");
                    exit(-1);
                } else if(len == 0) {
                    printf("client closed...\n");
                    epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,epevs[i].data.fd,NULL);
                    close(epevs[i].data.fd);
                } else if(len > 0) {
                    printf("read buf = %s\n", buf);
                    write(epevs[i].data.fd, buf, strlen(buf) + 1);
                }

            }
        }
    }


    close(lfd);
    close(epfd);
    return 0;
}