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使用epoll实现聊天室功能,同时比较epoll和select的异同(一)
2019-03-18 16:08:50 】 浏览:297
Tags:使用 epoll 实现 聊天室 功能 同时 比较 select 异同

1.首先介绍一下select和epoll的异同,如下(摘抄自https://www.cnblogs.com/Anker/p/3265058.html)

select的几大缺点:

(1)每次调用select,都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态,这个开销在fd很多时会很大

(2)同时每次调用select都需要在内核遍历传递进来的所有fd,这个开销在fd很多时也很大

(3)select支持的文件描述符数量太小了,默认是1024

epoll的解决方案:

既然是对select和poll的改进,就应该能避免上述的三个缺点。那epoll都是怎么解决的呢?在此之前,我们先看一下epoll和select和poll的调用接口上的不同,select和poll都只提供了一个函数——select或者poll函数。而epoll提供了三个函数,epoll_create,epoll_ctl和epoll_wait,epoll_create是创建一个epoll句柄;epoll_ctl是注册要监听的事件类型;epoll_wait则是等待事件的产生。

对于第一个缺点,epoll的解决方案在epoll_ctl函数中。每次注册新的事件到epoll句柄中时(在epoll_ctl中指定EPOLL_CTL_ADD),会把所有的fd拷贝进内核,而不是在epoll_wait的时候重复拷贝。epoll保证了每个fd在整个过程中只会拷贝一次。

 

对于第二个缺点,epoll的解决方案不像select或poll一样每次都把current轮流加入fd对应的设备等待队列中,而只在epoll_ctl时把current挂一遍(这一遍必不可少)并为每个fd指定一个回调函数,当设备就绪,唤醒等待队列上的等待者时,就会调用这个回调函数,而这个回调函数会把就绪的fd加入一个就绪链表)。epoll_wait的工作实际上就是在这个就绪链表中查看有没有就绪的fd(利用schedule_timeout()实现睡一会,判断一会的效果,和select实现中的第7步是类似的)。

 

对于第三个缺点,epoll没有这个限制,它所支持的FD上限是最大可以打开文件的数目,这个数字一般远大于2048,举个例子,在1GB内存的机器上大约是10万左右,具体数目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看,一般来说这个数目和系统内存关系很大。

总结:

(1)select,poll实现需要自己不断轮询所有fd集合,直到设备就绪,期间可能要睡眠和唤醒多次交替。而epoll其实也需要调用epoll_wait不断轮询就绪链表,期间也可能多次睡眠和唤醒交替,但是它是设备就绪时,调用回调函数,把就绪fd放入就绪链表中,并唤醒在epoll_wait中进入睡眠的进程。虽然都要睡眠和交替,但是select和poll在“醒着”的时候要遍历整个fd集合,而epoll在“醒着”的时候只要判断一下就绪链表是否为空就行了,这节省了大量的CPU时间。这就是回调机制带来的性能提升。

(2)select,poll每次调用都要把fd集合从用户态往内核态拷贝一次,并且要把current往设备等待队列中挂一次,而epoll只要一次拷贝,而且把current往等待队列上挂也只挂一次(在epoll_wait的开始,注意这里的等待队列并不是设备等待队列,只是一个epoll内部定义的等待队列)。这也能节省不少的开销。

 

上面是简单介绍select和epoll的异同,下面我们看看epoll如何实现一个聊天室功能

需求:我们想要构建一个聊天室,并且聊天室可以进行分组,对于不同组的用户之间是不能进行聊天的。

实现:

1.server端

(1)初始化sockaddr_in变量

 

struct sockaddr_in serverAddr;
serverAddr.sin_family=PF_INET;
serverAddr.sin_port=htons(SERVER_PORT);
serverAddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(SERVER_IP);

 

 (2)声明一个sock变量,bind,listen等

int listener=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(listener<0){
     perror("socket error");
     exit(-1);    
}
printf("socket created\n");
if(bind(listener,(struct sockaddr *)& serverAddr,sizeof(serverAddr))<0){
     perror("bind error");
     exit(-1);    
}
int ret=listen(listener,5);
if(ret<0){
     perror("listen error");
     exit(-1);
}
printf("start to listen: %s\n",SERVER_IP);

(3)创建epoll注册表

int epfd=epoll_create(EPOLL_SIZE);
if(epfd<0){
    perror("epoll_create error");
    exit(-1);
}
printf("epoll created,epollfd=%d\n",epfd);
static struct epoll_event events[EPOLL_SIZE];
addfd(epfd,listener,true);

其中addfd函数将listener加入到了注册表中。

(4)开始处理对应的时间

    while(1){
        int epoll_events_count=epoll_wait(epfd,events,EPOLL_SIZE,-1);//epoll_events_count表示被触发的事件总数。 if(epoll_events_count<0){
            perror("epoll error");
            break;
        }
        printf("epoll_events_count=%d\n",epoll_events_count);
        for(int i=0;i<epoll_events_count;i++){
            int sockfd=events[i].data.fd;
            if(sockfd==listener){//表示有新的客户端链接进来了 struct sockaddr_in client_address;
                socklen_t client_addrLength=sizeof(struct sockaddr_in);
                int clientfd=accept(listener,(struct sockaddr *)&client_address,&client_addrLength);
                pr
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