/*
*epoll基于非阻塞I/O事件驱动
*/
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define MAX_EVENTS 1024 //监听上限
#define BUFLEN 4096
#define SERV_PORT 8080
void recvdata(int fd, int events, void *arg); //接受数据
void senddata(int fd, int events, void *arg); //发送数据
/* 描述就绪文件描述符相关信息 */
struct myevent_s {
int fd; //要监听的文件描述符
int events; //对应的监听事件
void *arg; //注意这个为给下面回调函数传的参数 //泛型参数
void (*call_back)(int fd, int events, void *arg); //回调函数 （函数指针）
int status; //是否在监听： 1->在红黑树上监听 0->不在（不监听）
int len;
long last_active; //记录每次加入红黑树 g_efd的事件值
};
int g_efd; //全局变量 保存epoll_create返回的文件描述符
struct myevent_s g_events[MAX_EVENTS+1]; //自定义结构体类型数组 +1--> listen fd
/* 将结构体 myevent_s 成员变量 初始化 */
void eventset(struct myevent_s *ev, int fd, void (*call_back)(int, int, void *), void *arg)
{
ev->fd = fd;
ev->call_back = call_back;
ev->events = 0;
ev->arg = arg;
ev->status = 0;
//memset(ev->buf, 0, sizeof(ev->buf));
//ev->len = 0;
ev->last_active = time(NULL); //这个时间为：调用eventset函数的时间，是一个绝对时间
return;
}
/* 向 epoll监听的红黑树添加一个文件描述符 */
void eventadd(int efd, int events, struct myevent_s *ev)
{
struct epoll_event epv = {0, {0}};
int op;
epv.data.ptr = ev; // ptr指向这个结构体 ev
epv.events = ev->events = events; //EPOLLIN 或 EPOLLOUT（listenfd 不涉及OUT）
if (ev->status == 1) { //已经在树上
op = EPOLL_CTL_MOD; // 修改其属性
} else { //不在红黑树上
op = EPOLL_CTL_ADD; // 将其加入红黑树 g_efd 并将status置为1
ev->status = 1;
}
if (epoll_ctl(efd, op, ev->fd, &epv) < 0) // 实际添加和修改
printf("event add failed [fd=%d], events[%d]\n", ev->fd, events);
else
printf("event add OK [fd=%d], op=%d, events[%0X]\n", ev->fd, op, events);
return ;
}
/* */
void eventdel(int efd, struct myevent_s *ev)
{
struct epoll_event epv = {0, {0}};
if (ev->status != 1) //不在红黑树上
return ;
epv.data.ptr = ev;
ev->status = 0; //修改状态
epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_DEL, ev->fd, &epv); //从红黑树 efds上将ev->fd 摘除
return ;
}
/* */
void acceptconn(int lfd, int events, void *arg) // 当epoll_wait执行完成后，会直接调用回调函数，回调函数就是指向这个函数
{
struct sockaddr_in cin;
socklen_t len = sizeof(cin);
int cfd, i;
if ((cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&cin, &len)) == -1) { //accept 和客户端建立连接
if (errno != EAGAIN && errno != EINTR) {
/* 暂时不做处理 */
}
printf("%s: accept, %s\n", __func__, strerror(errno));
return ;
}
do {
for (i = 0; i < MAX_EVENTS; i++) // 从全局数组g_events中找一个空闲元素
if (g_events[i].status == 0) // 类似于select中找值为-1的元素
break; // 跳出 for
if (i == MAX_EVENTS) {
printf("%s: max connect limit[%d]\n", __func__, MAX_EVENTS);
break; //挑出do while(0) 不执行 后续代码 注意这里的break 相当于goto语句
}
int flag = 0;
if ((flag = fcntl(cfd, F_SETFL, O_NONBLOCK)) < 0) { //将cfd设置为非阻塞
printf("%s: fcntl nonblocking failed, %s\n", __func__, strerror(errno));
break;
}
/* 将这个g_events[i] （cfd）放到监听红黑树上 */
eventset(&g_events[i], cfd, recvdata, &g_events[i]); // 设置这个cfd 监听读事件
eventadd(g_efd, EPOLLIN, &g_events[i]); //挂树上
} while(0);
printf("new connect [%s:%d][time:%ld], pos[%d]\n",
inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port), g_events[i].last_active, i);
return ;
}
void recvdata(int fd, int events, void *arg)
{
struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *)arg;
int len;
len = recv(fd, ev->buf, sizeof(ev->buf), 0); //recv 相当于read; 读文件描述符，数据传入myevent_s成员buf中
eventdel(g_efd, ev); //将该节点从红黑树摘下来
if (len > 0) { //读到了客户端写过来的数据
ev->len = len;
ev->buf[len] = '\0'; // 手动添加字符串结束标记
printf("C[%d]:%s\n", fd, ev->buf);
eventset(ev, fd, senddata, ev); //设置该fd对应的回调函数为senddata
eventadd(g_efd, EPOLLOUT, ev); //将fd加入红黑树g_efd中，监听其写事件
} else if (len == 0) {
close(ev->fd);
/* ev-g_events 地址相减 */
printf("[fd=%d] pos[%ld], closed\n", fd, ev-g_events);
} else {
close(ev->fd);
printf("recv[fd=%d] error[%d]:%s\n", fd, errno, strerror(errno));
}
return;
}
void senddata(int fd, int events, void *arg)
{
struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *)arg;
int len;
len = send(fd, ev->buf, ev->len, 0); //直接将数据回写给客户端 未作处理
/*
printf("fd=%d\tev->buf=%s\ttev->len=%d\n", fd, ev->buf, ev->len);
printf("send len = %d\n", len);
*/
if (len > 0) {
printf("send[fd=%d], [%d]%s\n", fd, len, ev->buf);
eventdel(g_efd, ev); // 从红黑树g_efd中移除
eventset(ev, fd, recvdata, ev); // 将该fd的回调函数改为recvdata
} else {
close(ev->fd); //关闭连接
eventdel(g_efd, ev); // 红黑树g_efd中移除
printf("send[fd=%d] error %s\n", fd, strerror(errno));
}
return ;
}
/* 创建socket 初始化lfd */
void initlistensocket(int efd, short port)
{
int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //创建一个socket,返回一个监听文件描述符
fcntl(lfd, F_SETFL, O_NONBLOCK); //fctl将socket设置为非阻塞
/* void eventset(struct myevent_s *ev, int fd, void (*call_back)(int, int, void *), void *arg); */
eventset(&g_events[MAX_EVENTS], lfd, acceptconn, &g_events[MAX_EVENTS]); // 将数组g_events中的最后一个元素(索引为MAX_EVENTS)添加为监听文件描符fd
// 这里acceptconn 为回调函数（函数指针就是函数名）
// &g_events[MAX_EVENTS]为回调函数的参数 （void *arg）
// 回调函数调用时传的arg参数就是这个结构体本身
/* void eventadd(int efd, int events, struct myevent_s *ev) */
eventadd(efd, EPOLLIN, &g_events[MAX_EVENTS]); // 当event设置完，就把这个 &g_events[MAX_EVENTS]add到epfd上
struct sockaddr_in sin;
memset(&sin, 0, sizeof(sin)); //bzero(&sin, sizeof(sin))
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
sin.sin_port = htons(port);
bind(lfd, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin)); // 绑定
listen(lfd, 20); // 监听
return ;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
unsigned short port = SERV_PORT; // 定义一个端口
if (argc == 2)
port = atoi(argv[1]); //使用用户指定端口。如未指定，用默认端口
g_efd = epoll_create(MAX_EVENTS+1); //创建监听红黑树 返回给全局变量 g_efd （红黑树根节点）
if (g_efd <= 0)
printf("create efd in %s err %s\n", __func__, strerror(errno));
initlistensocket(g_efd, port); //初始化监听socket （socket bind listen）
struct epoll_event events[MAX_EVENTS+1]; //定义一个结构体数组用来存放 满足就绪事件的文件描述符
printf("server running:port[%d]\n", port);
int checkpos = 0, i;
while (1) {
/* 超时验证 每次测试100个链接，不测试listenfd当客户60s内没有和服务器通信，则关闭测客户端连接 */
long now = time(NULL); //当前时间
for (i = 0; i < 100; i++, checkpos++) { //一次循环检测100个。使用checkpos控制检测对象
if (checkpos == MAX_EVENTS)
checkpos = 0;
if (g_events[checkpos].status != 1) //不在红黑树g_efd上
continue;
long duration = now - g_events[checkpos].last_active; //客户端不活跃的时间
if (duration >= 60) {
close(g_events[checkpos].fd); //关闭与改客户端的连接
printf("[fd=%d] timeout\n", g_events[checkpos].fd);
eventdel(g_efd, &g_events[checkpos]); //将该客户端从红黑树 g_efd 移除
}
}
/*监听红黑树g_efd, 将满足的事件的文件描述符加至events数组中, 1s没有事件满足就返回0 */
int nfd = epoll_wait(g_efd, events, MAX_EVENTS+1, 1000);
if (nfd < 0) {
printf("epoll_wait error, exit\n");
break;
}
for (i = 0; i < nfd; i++) {
/* 使用自定义结构体myevent_s类型指针，接收联合体data的void *ptr成员 */
struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *)events[i].data.ptr; // g_efd红黑树上的一个节点中的 ptr指针的用处，该指针指向一个自定义的结构体 myevent_s
if ((events[i].events & EPOLLIN) && (ev->events & EPOLLIN)) { //读就绪事件满足
ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg); //调用满足读事件的回调函数 （）
}
if ((events[i].events & EPOLLOUT) && (ev->events & EPOLLOUT)) { //写就绪事件满足
ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg); //调用满足写事件的回调函数
}
}
}
/* 释放所有资源 */
return 0;
}
