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2010年(23)

2009年(10)

我的朋友

分类: C/C++

2010-04-22 08:56:55

 

#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
 
#define MAXLINE 1024
#define OPEN_MAX 100
#define LISTENQ 20
#define SERV_PORT 5555
#define INFTIM 1000
 
//线程池任务队列结构体

struct task{
    int fd; //需要读写的文件描述符

    struct task *next; //下一个任务

};
 
//用于保存向客户端发送一次消息所需的相关数据

struct user_data{
    int fd;
    unsigned int n_size;
    char line[MAXLINE];
};
 
//线程的任务函数

void * readtask(void *args);
void * writetask(void *args);
 
//声明epoll_event结构体的变量,ev用于注册事件,数组用于回传要处理的事件

struct epoll_event ev,events[20];
int epfd;
 
pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t cond1;
struct task *readhead=NULL,*readtail=NULL,*writehead=NULL;

void setnonblocking(int sock)
{
    int opts;
    opts=fcntl(sock, F_GETFL);
    if(opts<0)
    {
        perror("fcntl(sock,GETFL)");
        exit(1);
    }
    opts = opts | O_NONBLOCK;
    if(fcntl(sock, F_SETFL, opts)<0)
    {
        perror("fcntl(sock,SETFL,opts)");
        exit(1);
    }
}
 
int main()
{
    int i, maxi, listenfd, connfd, sockfd,nfds;
    pthread_t tid1,tid2;
    struct task *new_task = NULL;
    struct user_data *rdata = NULL;
    socklen_t clilen;
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    pthread_cond_init(&cond1, NULL);
 
    //初始化用于读线程池的线程,开启两个线程来完成任务,两个线程会互斥地访问任务链表

    pthread_create(&tid1, NULL, readtask, NULL);
    pthread_create(&tid2, NULL, readtask, NULL);
 
    //生成用于处理accept的epoll专用的文件描述符

    epfd = epoll_create(256);
    struct sockaddr_in clientaddr;
    struct sockaddr_in serveraddr;
    listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 
    //把socket设置为非阻塞方式

    setnonblocking(listenfd);
    //设置与要处理的事件相关的文件描述符

    ev.data.fd = listenfd;
    //设置要处理的事件类型,当描述符可读时触发,触发方式为ET模式

    ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;
    //注册epoll事件

    epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, listenfd, &ev);
    bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr));
    serveraddr.sin_family = AF_INET;
    const char *local_addr = "127.0.0.1";
    inet_aton(local_addr, &(serveraddr.sin_addr)); //htons(SERV_PORT);

    serveraddr.sin_port=htons(SERV_PORT);
    bind(listenfd,(sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr));
    //开始监听

    listen(listenfd, LISTENQ);

    maxi = 0;
 
    for ( ; ; ) {
        //等待epoll事件的发生

        //每个fd并没有同一个特定的events关联,不知道每次会不会改变。

        //比如epfd第一次对应events[0],第二次执行epoll_wait时,却对应events[1]

        //events数组的大小只要能大于最大的活动链接数便可,比如有一万个客户端

        //连接到服务器上,可能同时活跃的只有100个,这样events数组大小为100就可以

        //了,而select维持的描述符集大小就必须为一万,这不仅仅带来空间上的开销。

        //epoll中的events数组中每个描述符都被触发了,而select的描述符集虽然大多数描述符都

        //都没有触发,但仍然需要使用FD_ISSET判断一下;另外,每次将这么大的描述符集

        //从用户空间传到内核空间也是一个很大的开销。

        nfds=epoll_wait(epfd, events, 20, 500);
        //处理所发生的所有事件

        for(i=0; i < nfds; ++i)
        {
            //这里将监听套接字同连接套接字放在了一起,这样导致每次都要轮询才能获得监听套接字,对其使用

            //accept调用便可获得新的连接套接字,如果能将监听动作放到另外一个线程中就好了

            if(events[i].data.fd==listenfd)
            {
                connfd = accept(listenfd,(sockaddr *)&clientaddr, &clilen);
                if(connfd<0){
                    perror("connfd<0");
                    exit(1);
                }
 
                setnonblocking(connfd);
                const char *str = inet_ntoa(clientaddr.sin_addr);
                std::cout<<"connec_ from >> " << str << std::endl;
 
                //设置用于读操作的文件描述符

                ev.data.fd=connfd;
                //设置用于注测的读操作事件

                ev.events=EPOLLIN | EPOLLET;
                //注册ev,每次有新的客户端的连接到服务器,都需要为其生成一个事件

                epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, connfd, &ev);
            }
            else if(events[i].events & EPOLLIN)
            {
                printf("reading!\n");
                if ( (sockfd = events[i].data.fd) < 0) continue;
                new_task = new task();
                new_task->fd =sockfd;
                new_task->next = NULL;
                //添加新的读任务

                pthread_mutex_lock(&mutex);
                if(readhead == NULL)
                {
                    readhead = new_task;
                    readtail = new_task;
                }
                else
                {
                    readtail->next = new_task;
                    readtail = new_task;
                }
 
                //唤醒所有等待cond1条件的线程

                pthread_cond_broadcast(&cond1);
                pthread_mutex_unlock(&mutex);
            }
            else if(events[i].events & EPOLLOUT)
            {
                rdata=(struct user_data *)events[i].data.ptr;
                sockfd = rdata->fd;
                write(sockfd, rdata->line, rdata->n_size);
                delete rdata;
                //设置用于读操作的文件描述符

                ev.data.fd=sockfd;
                //设置用于注册的读操作事件

                ev.events=EPOLLIN | EPOLLET;
                //修改sockfd上要处理的事件为EPOLIN

                epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, sockfd, &ev);
            }
        }
    }
}
 
void * readtask(void *args)
{
    int fd=-1;
    unsigned int n;
    //用于把读出来的数据传递出去

    struct user_data *data = NULL;
    while(1)
    {
        //互斥访问任务队列

        pthread_mutex_lock(&mutex);
        //等待到任务队列不为空

        while(readhead == NULL)
        pthread_cond_wait(&cond1, &mutex); //线程阻塞,释放互斥锁,当等待的条件等到满足时,它会再次获得互斥锁

        fd = readhead->fd;
        //从任务队列取出一个读任务

        struct task *tmp = readhead;
        readhead = readhead->next;
        delete tmp;
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        data = new user_data();
        data->fd=fd;
        if ( (n = read(fd, data->line, MAXLINE)) < 0) {
            if (errno == ECONNRESET)
                close(fd);
            else
                std::cout<<"readline error"<< std::endl;
            if(data != NULL) delete data;
        }
        else if (n == 0) {
            //客户端关闭了,其对应的连接套接字可能也被标记为EPOLLIN,然后服务器去读这个套接字

            //结果发现读出来的内容为0,就知道客户端关闭了。

        close(fd);
        printf("Client close connect!\n");
        if(data != NULL) delete data;
        }
        else{
            std::cout << "read from client: " << data->line << std::endl;
            data->n_size = n;
            //设置需要传递出去的数据

            ev.data.ptr = data;
            //设置用于注测的写操作事件

            ev.events = EPOLLOUT | EPOLLET;
            //修改sockfd上要处理的事件为EPOLLOUT,这将导致数据被发回客户端(在上面的for循环中)

            epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, fd, &ev);
        }
    }
}

结果如下:


 

ecy@ecy-geek:~/C$ ./epoll_server
connec_ from >> 127.0.0.1

read from client: ni hao ya ya ya ya ya
 

read from client: hello world
 

Client close
 
ecy@ecy-geek:~/C$ pstree | grep epoll
     |-gnome-terminal-+-bash---epoll_server---2*[{epoll_server}]
 
ecy@ecy-geek:~/C$ ./p13.5 127.0.0.1 5555
input message:ni hao ya ya ya ya ya
Message from server: ni hao ya ya ya ya ya
 
input message:hello world
Message from server: hello world
 
input message:@


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