EPOLLONESHOT 事件
1. 使用EPOLLONESHOT的原因及优点
即使使用ET模式，一个socket上的某个事件还是可能被触发多次。比如：一个线程在读取完某个socket上的数据后开始处理这些数据，而在数据的处理过程中该socket上又有新数据可读（EPOLLIN再次被触发），此时另外一个线程被唤醒用来读取这些新的数据。于是就出现了两个线程同时操作一个socket的局面。而我们希望一个socket连接在任一时刻都只能被一个线程处理，这就可以通过EPOLLONESHOT事件实现。
对于注册了EPOLLONESHOT事件的文件描述符，操作系统最多触发其上注册的一个事件，且只触发一次，除非我们使用epoll_ctl函数重置该文件描述符上注册的EPOLLONESHOT事件。这样，在一个线程使用socket时，其他线程无法操作socket。同样，只有在该socket被处理完后，须立即重置该socket的EPOLLONESHOT事件，以确保这个socket在下次可读时，其EPOLLIN事件能够被触发，进而让其他线程有机会操作这个socket。
2. recv返回值 及 与errno的配合使用
在编写程序时，发现对recv函数返回值意义仍然不清，导致部分代码含义没看懂，在此特别记录一下，以下用ret表示recv函数的返回值。
（1） ret == 0
表示对方断开连接。当客户端不与服务端交互数据好长时间之后，服务端程序会自动断开连接（当客户端recv时），同时客户端的连接状态变成了 CLOSE_WAIT，如果客户端再向服务端发送数据，然后recv服务端的反馈时，就会造成recv返回0。
（2） ret > 0
表示接收到数据。ret值为接收数据的字节数。
（3） ret < 0
表示recv函数出错。此时分为多种情况，仅介绍以下情况：
- errno == EAGAIN 表示数据未读完。数据量太大，一次发送导致缓冲区满，需要再次检查是否还有未读取数据。
在此引用其他大佬的思考：
当对侧没有send，即本侧的套接字s的接收缓冲区无数据，返回值是？（EAGAIN，原因为超时，待测）
3. 示例程序
/* EPOLLONESHOT 事件的使用
** 运行命令： g++ filename.cpp -lpthread; ./a.out 127.0.0.1 6666
** 可以使用telnet连接该服务器（telnet 127.0.0.1 6666）
*/
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/sendfile.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <fcntl.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <pthread.h>
using namespace std;
const int MAX_EVENT_NUMBER = 1024;
const int BUF_SIZE = 1024;
struct fds{
int epoll_fd;
int sock_fd;
};
void err( int line ) {
cout << "error_line: " << line << endl;
}
int setnonblocking( int fd ) {
int old_option = fcntl( fd, F_GETFL );
int new_option = old_option | O_NONBLOCK;
fcntl( fd, F_SETFL, new_option );
return old_option;
}
void addfd( int epoll_fd, int fd, bool oneshot ) {
epoll_event event;
event.data.fd = fd;
event.events = EPOLLIN | EPOLLET;
if ( oneshot ) {
event.events |= EPOLLONESHOT;
}
epoll_ctl( epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event );
setnonblocking( fd );
}
void reset_oneshot( int epoll_fd, int fd ) {
epoll_event event;
event.data.fd = fd;
event.events = EPOLLIN | EPOLLET | EPOLLONESHOT;
epoll_ctl( epoll_fd, EPOLL_CTL_MOD, fd, &event );
}
void * worker( void * arg ) {
int sock_fd = ( (fds *)arg )->sock_fd;
int epoll_fd = ( (fds *)arg )->epoll_fd;
printf("start new thread to receive data on fd: %d\n", sock_fd);
char buf[BUF_SIZE];
memset( buf, 0, sizeof( buf ) );
while( true ) {
int ret = recv( sock_fd, buf, BUF_SIZE - 1, 0 );
if ( !ret ) {
close( sock_fd );
cout << "foreiner closed the connection\n";
break;
} else if ( ret < 0 ) {
if ( errno == EAGAIN ) { //数据未读完，需要再次读取
reset_oneshot( epoll_fd, sock_fd );
cout << "read later\n";
break;
}
} else {
printf( "got %d bytes of data: %s\n", ret, buf );
sleep(5);
}
}
printf("end thread receiving data on fd: %d\n", sock_fd);
}
int main( int argc, char * argv[] ) {
if ( argc < 3 ) {
printf( "usage: ./file ip_number port_number\n" );
return 1;
}
const char * ip = argv[1];
const int port = atoi( argv[2] );
struct sockaddr_in address;
memset( &address, 0, sizeof( address ) );
address.sin_family = AF_INET;
address.sin_port = htons( port );
inet_pton( AF_INET, ip, &address.sin_addr );
int sock_fd = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, 0 );
if ( sock_fd < 0 ) {
err( __LINE__ );
}
int ret = bind( sock_fd, ( struct sockaddr * )&address, sizeof( address ) );
if ( sock_fd < 0 ) {
err( __LINE__ );
}
ret = listen( sock_fd, 5 );
if ( sock_fd < 0 ) {
err( __LINE__ );
}
epoll_event events[MAX_EVENT_NUMBER];
int epoll_fd = epoll_create( 5 );
if ( epoll_fd < 0 ) {
err( __LINE__ );
}
/* 监听socket的 sock_fd 不能注册 EPOLLONESHOT 事件，否则程序只能处理一个客户连接
** 因为后续的客户连接请求将不再触发sock_fd的 EPOLLIN 事件
*/
addfd( epoll_fd, sock_fd, false );
while( true ) {
ret = epoll_wait( epoll_fd, events, MAX_EVENT_NUMBER, -1 ); //等待事件发生
if ( ret < 0 ) {
printf( "epoll failure\n" );
break;
}
for ( int i = 0; i < ret; i++ ) {
int fd = events[i].data.fd;
if ( fd == sock_fd ) { //有新的连接请求
struct sockaddr_in client;
socklen_t client_length = sizeof( client );
int conn_fd = accept( sock_fd, ( struct sockaddr * )&client,
&client_length );
//对每个非监听文件描述符都注册 EPOLLONESHOT 事件
//添加的是刚accept的fd
addfd( epoll_fd, conn_fd, true );
} else if ( events[i].events & EPOLLIN ) { //有可读取数据
pthread_t thread;
fds fds_for_new_worker;
fds_for_new_worker.epoll_fd = epoll_fd;
fds_for_new_worker.sock_fd = fd; //内核事件表中的fd，不要搞混
//新启动一个线程为sock_fd服务
pthread_create( &thread, NULL, worker, (void *)&fds_for_new_worker );
} else {
printf( "something else happened\n" );
}
}
}
close(sock_fd);
return 0;
}