linux下epoll架构
百万用户同时在线游戏服务器架构实现
百万用户在线网络游戏服务器架构实现一、前言事实上100万游戏服务器,在面对大量用户访问、高并发请求方面,基本的解决方案集中在这样几个环节:使用高性能的服务器、高效率的编程语言、高性能的数据库、还有高性能的架构模型。
但是除了这几个方面,还没法根本解决面临的高负载和高并发问题。
当然用户不断地追求更高的机器性能,而升级单一的服务器系统,往往造成过高的投入和维护成本,性价比大大低于预期。
同时全天候的可用性的要求也不能满足要求,如果服务器出现故障则该项服务肯定会终止。
所以单独追求高性能的服务器不能满足要求,目前基本的解决方案是使用集群技术做负载均衡,可以把整体性能不高的服务器做成高可扩展性,高可用性,高性能的,满足目前的要求。
目前解决客户端和服务器进行底层通讯的交互的双向I/O模型的服务器的成熟方案。
1.windows下,比较成熟的技术是采用IOCP,完成端口的服务器模型。
2.Linux下,比较成熟的技术是采用Epoll服务器模型, Linux 2.6内核中提供的System Epoll为我们提供了一套完美的解决方案。
目前如上服务器模型是完全可以达到5K到20K的同时在线量的。
但5K这样的数值离百万这样的数值实在相差太大了,所以,百万人的同时在线是单台服务器肯定无法实现的。
而且目前几个比较成熟的开发框架,比如ICE,ACE等。
这样,当采用一种新的通信技术来实现通信底层时,框架本身就不用做任何修改了(或修改很少),而功能很容易实现,性能达到最优。
目前采用的ace框架个不错的选择方案,可以不受操作系统的影响,移植比较方便。
对于数据库选择可有许多成熟的方案,目前大多数选择的mysql Master/slave模式,以及oracle RAC方案。
基本可以满足目前的要求,但具体的瓶颈不是在数据库本身,应该还是硬件磁盘I/O的影响更大些。
建议使用盘阵。
这有其他成熟的方案,比如采用NAS解决分布数据存储。
其实最为关键的是服务器的架构和实现,数据流量的负载均衡,体系的安全性,关键影响度,共享数据的处理等等多个方面对100万用户的数据处理有影响,所以都要全面的考虑。
linux下epoll使用详解
LINUXepoll使用详解●epoll简介:在linux的网络编程中,很长的时间都在使用select来做事件触发。
在linux新的内核中,有了一种替换它的机制,就是epoll。
相比于select,epoll最大的好处在于它不会随着监听fd数目的增长而降低效率。
因为在内核中的select实现中,它是采用轮询来处理的,轮询的fd数目越多,自然耗时越多。
并且,在linux/posix_types.h头文件有这样的声明:#define __FD_SETSIZE 1024表示select最多同时监听1024个fd,当然,可以通过修改头文件再重编译内核来扩大这个数目,但这似乎并不治本。
●epoll接口函数1.int epoll_create(int size)创建一个epoll的句柄,size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大。
这个参数不同于select()中的第一个参数,给出最大监听的fd+1的值。
需要注意的是,当创建好epoll句柄后,它就是会占用一个fd值,在linux下如果查看/proc/进程id/fd/,是能够看到这个fd 的,所以在使用完epoll后,必须调用close()关闭,否则可能导致fd被耗尽。
2.int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event*event)epoll的事件注册函数,它不同与select()是在监听事件时告诉内核要监听什么类型的事件,而是在这里先注册要监听的事件类型。
第一个参数是epoll_create()的返回值,第二个参数表示动作,用三个宏来表示:EPOLL_CTL_ADD:注册新的fd到epfd中;EPOLL_CTL_MOD:修改已经注册的fd的监听事件;EPOLL_CTL_DEL:从epfd中删除一个fd;第三个参数是需要监听的fd,第四个参数是告诉内核需要监听什么事,struct epoll_event结构如下: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 */};events可以是以下几个宏的集合:EPOLLIN :表示对应的文件描述符可以读(包括对端SOCKET正常关闭);EPOLLOUT:表示对应的文件描述符可以写;EPOLLPRI:表示对应的文件描述符有紧急的数据可读(这里应该表示有带外数据到来);EPOLLERR:表示对应的文件描述符发生错误;EPOLLHUP:表示对应的文件描述符被挂断;EPOLLET:将EPOLL设为边缘触发(Edge Triggered)模式,这是相对于水平触发(Level Triggered)来说的。
epoll 用法
epoll 用法
epoll是一种事件通知机制,用于在 Linux 上实现高效的 I/O 多路复用。
它可以同时监视多个文件描述符,当其中任意一个描述符就绪时,就会通知应用程序进行相应的处理。
epoll 的使用方法主要分为以下几步:
1. 创建 epoll 实例:调用 epoll_create 函数创建一个 epoll 实例,它返回一个文件描述符,用于后续的操作。
2. 添加事件监听:调用 epoll_ctl 函数将需要监听的文件描述符添加到 epoll 实例中,同时指定需要监听的事件类型,如可读、可写等。
3. 等待事件发生:调用 epoll_wait 函数等待事件的发生。
它会阻塞应用程序,直到有文件描述符就绪或者超时。
4. 处理事件:当 epoll_wait 返回时,应用程序需要根据返回的就绪事件列表进行相应的处理,如读取数据、写数据等。
需要注意的是,epoll 使用时需要结合非阻塞 I/O 来使用,以充分发挥其高效的特性。
epoll 的使用相对于传统的 select 和 poll 等方式更加高效,可以大大提高应用程序的性能和并发能力。
因此,在设计高并发网络应用程序时,epoll 是一个非常重要的工具。
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epoll 原理
epoll 原理
epoll是Linux系统提供的一种高效I/O多路复用方式。
它采用事件驱动的方式实现I/O多路复用,可以同时监控多个文件描述符的状态,并在文件描述符就绪时通知应用程序进行读写操作。
与传统的select 和 poll 系统调用相比,epoll 具有更高的性能和更好的可扩展性。
epoll 基于内核中的事件驱动机制,通过注册回调函数实现对事件的监听和处理。
应用程序可以将一个或多个文件描述符注册到epoll 对象中,当所关注的文件描述符就绪时,内核会通知 epoll 对象,epoll 对象再调用应用程序注册的回调函数进行处理。
epoll 主要包含三个系统调用:epoll_create、epoll_ctl 和epoll_wait。
其中,epoll_create 用于创建 epoll 对象,epoll_ctl 用于向 epoll 对象中添加、修改或删除文件描述符,epoll_wait 则是阻塞等待 epoll 对象中的文件描述符就绪。
与 select 和 poll 不同的是,epoll 不需要在每次调用
epoll_wait 时重新向内核传递文件描述符集合,而是在注册文件描述符时将其添加到内核中的事件表中,这样每次调用 epoll_wait 时只需要从事件表中取出就绪的文件描述符即可,大大减少了内核与用户空间的数据交换次数,提高了系统的效率。
总之,epoll 是 Linux 平台上一种高效的 I/O 多路复用机制,采用事件驱动的方式实现对文件描述符的监控和处理。
它相对于传统的 select 和 poll 有更好的性能和可扩展性,是实现高并发网络编
程的重要工具之一。
c语言epoll详解
c语言epoll详解摘要:1.简介- 什么是C 语言epoll- epoll 的优势2.epoll 原理- epoll 的工作机制- epoll 的事件处理3.epoll 的使用- 安装epoll 模块- 创建epoll 实例- 添加、修改、删除事件- 查询事件- 处理事件4.epoll 的例子- 简单的epoll 例子- 更复杂的epoll 例子5.epoll 的应用场景- 网络编程- 服务器开发正文:C 语言epoll 详解C语言epoll是一种高效的I/O事件处理机制,相较于传统的select和poll,epoll在性能上有很大的优势,因此被广泛应用于网络编程和服务器开发等领域。
1.简介epoll是Linux下的一种I/O事件处理机制,它能够实现对大量I/O进行监控,只有发生变化的I/O才会通知用户进程。
这使得用户进程可以更加高效地处理I/O事件,避免了不必要的上下文切换和资源浪费。
2.epoll 原理epoll 的工作机制类似于一个事件驱动的系统。
它包含一个内核模块和一个用户进程。
内核模块负责管理I/O 资源,用户进程通过epoll_create、epoll_ctl 等系统调用与内核模块进行交互,实现对I/O 资源的监控和事件处理。
当用户进程调用epoll_wait 时,内核模块会遍历所有注册的I/O 资源,检查它们的状态是否发生变化。
如果某个I/O 资源的状态发生了变化,内核模块就会将这个变化通知给用户进程。
用户进程可以根据收到的通知来执行相应的操作。
3.epoll 的使用要在C 语言中使用epoll,首先需要安装epoll 模块。
安装方法如下:```#include <linux/module.h>#include <linux/kernel.h>#include <linux/fs.h>MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_AUTHOR("Your Name");MODULE_DESCRIPTION("An epoll module");module_init(epoll_init);module_exit(epoll_exit);```接下来,可以创建epoll 实例、添加、修改、删除事件以及查询事件。
c++ epoll原理
c++ epoll原理在Linux系统中,epoll是一种高效的I/O多路复用机制,它提供了一种方便而高效的方法来监控文件描述符(文件、管道、socket 等)上的事件,如读、写、异常等。
在C语言编程中,epoll是Linux 的一种事件驱动的I/O机制,通过它可以对一个或多个文件或socket 描述符进行非阻塞性监控,对感兴趣的事件能以最快速度进行反应。
一、 epoll基本原理在Linux中,epoll基于内核的事件通知机制来实现。
在Linux 中,epoll是多路复用的一种机制,它提供了一个高效的监听机制,可以监听指定文件描述符上的事件(如可读、可写、异常等)的发生。
epoll使用一个文件/dev/epoll作为输入,这个文件是一个文件系统中的特殊文件,它是一个文件描述符的集合。
当一个进程打开/dev/epoll文件时,它就会得到一个文件描述符,这个文件描述符可以用来读取和写入/dev/epoll文件。
当有事件发生时,内核会通知进程。
二、 epoll事件类型epoll提供了多种事件类型,包括以下几种:1. EPOLLIN:表示可读事件。
当在监听的文件描述符上可读数据时,会触发此事件。
2. EPOLLOUT:表示可写事件。
当在监听的文件描述符上有可写的写入操作时,会触发此事件。
3. EPOLLERR:表示出现错误事件。
当在监听的文件描述符上发生错误时,会触发此事件。
4. EPOLLHUP:表示挂断事件。
当在监听的文件描述符上连接断开时,会触发此事件。
5. EPOLLET:表示是否使用非阻塞模式。
如果设置为非阻塞模式,当没有可读或可写事件时,epoll会返回0。
三、 epoll使用方法使用epoll时,首先需要初始化epoll_event结构体数组和打开要监听的/dev/epoll文件,并将文件描述符集合到该文件中。
然后可以不断读取该文件的读操作来获取发生的事件。
当发生事件时,需要调用相应的回调函数来处理事件。
linux epoll 实例
linux epoll 实例epoll是Linux内核为处理大批量文件描述符而作了改进的poll(2),是LINUX下多路复用IO支持的一种机制,它基于事件驱动模型,用户把要发生的事件(就是文件描述符)放入内核的一个poll结构,文件描述符就放在一个数组中,每当一个有效I/O发生,加入到内核队列中,放到用户定义的epoll结构中,这个新发生的事件将立即传送给用户进程,在该进程的某一线程中,使用epoll_Wait()函数等待事件的发生,等待到发生的事件时,epoll会将发生的事件告诉用户程序,比如连接,数据可读等。
epoll的优势:1、内核利用epoll的重新把文件描述符放入有序的数据结构,比poll管理更为高效,更少的遍历处理全部的文件描述符;2、epoll模型支持IO多路复用,同时可以监听到数以千计的fd;3、epoll提供水平触发和边沿触发两种模式;4、epoll支持ET和LT两种类型;5、epoll实现轮询式监视,提升系统性能,使用更轻松和实时;在Linux中使用epoll时,首先need to initilize一个epoll实例,而epoll_create函数来完成这一初始化(epoll_create()的参数是数据要放入epoll的最大句柄数),epoll_create()返回的文件描述符(int类型),被用于后续的epoll操作;然后用epoll_ctl()来添加文件描述符至内核的epoll表头,最后,进程通过调用epoll_wait()来等待某个文件描述符因某种事件发生而Entry Ready状态,epoll_wait()阻塞等待,epoll函数会返回可以操作的文件描述符列表。
epoll能处理上千个fd事件不错过,但是也有其缺点,它不能实现即时通讯,新连接的处理是有延迟的,而且,如果epoll_wait()中断,它会只返回一个已就绪的fd,而不检查其它的fd.综上所述,epoll是LINUX下高效的多路复用IO编程的机制,它能处理上千个fd事件,用在Server开发中是一种正确选择,相对于select/poll很大提高了处理效率,且支持水平触发和边沿触发两种模式,也支持ET和LT两种类型。
linux中select、poll、epoll原理
linux中select、poll、epoll原理select、poll和epoll是Linux下常用的I/O多路复用技术,都用于实现高效的事件驱动型的网络编程。
1. select(选择)select是最古老的I/O多路复用机制,它通过在套接字上设置阻塞(阻塞方式)进行等待,一旦有文件描述符准备就绪(可读、可写等),则返回。
select使用fd_set集合来保存要监听的文件描述符,因此其监听的文件描述符数量受到系统给定的FD_SETSIZE限制。
select的实现原理是:在内核中创建一个称为“等待队列”的数据结构(fd_set),该队列保存了需要等待的文件描述符,当某个文件描述符就绪时,会通过和用户进程的映射表通知用户进程。
select通过轮询所有注册的文件描述符,检查哪些文件描述符已经准备好,并将准备好的文件描述符从用户态拷贝到内核态。
select的缺点是每次调用都需要轮询全部的注册文件描述符,效率较低。
2. poll(轮询)poll是在select的基础上进行改进的多路复用技术。
poll与select的最大区别在于,它没有限制文件描述符的数量,并且使用了一个pollfd结构体数组来保存每个文件描述符及其关注的事件。
poll在内核中创建一个称为“等待队列”的数据结构,该队列保存了需要等待的文件描述符,当某个文件描述符就绪时,会通过和用户进程的映射表通知用户进程。
poll的实现原理是:将用户进程注册要监听的文件描述符及其关注的事件存储在内核中的一个事件表中,当发生事件时,内核会将该事件存储在内核态的事件表中,并通知用户进程。
与select不同的是,poll只需在事件发生时拷贝某些信息到内核态,而不需要拷贝全部的文件描述符。
poll的缺点是,当注册的文件描述符数量较大时,每次调用poll都需要遍历整个事件表,效率较低。
3. epoll(事件通知)epoll是Linux特有的一种I/O多路复用机制,通过内核与用户空间的共享内存来实现高效的事件通知。
linux中select、poll、epoll原理详解
linux中select、poll、epoll原理详解目录1. 引言1.1 背景和意义1.2 结构概述1.3 目的2. select原理详解2.1 基本概念2.2 使用方法2.3 应用场景3. poll原理详解3.1 基本概念3.2 使用方法3.3 应用场景4. epoll原理详解4.1 基本概念4.2 使用方法4.3 应用场景5. 结论5.1 对比分析选择合适的IO多路复用器5.2 总结与展望引言1.1 背景和意义在计算机网络编程中,同时监听多个文件描述符的可读、可写和异常事件是一项基本任务。
为了高效地处理这些事件,Linux提供了三种IO多路复用器:select、poll和epoll。
它们允许程序通过一次系统调用就能同时监听多个文件描述符,并在有可读、可写或异常事件发生时进行相应的处理。
使用IO多路复用器可以避免使用阻塞式IO或者轮询方式造成的性能损失,提高了程序的效率和响应速度。
尤其对于具有大量并发连接的服务器程序来说,选择合适的IO多路复用器可以极大地提升系统性能。
1.2 结构概述本文将详细解析Linux中三种IO多路复用器的原理和使用方法,包括select、poll和epoll。
对于每种IO多路复用器,我们将介绍其基本概念、使用方法以及适用场景。
通过深入理解这些IO多路复用器的工作原理,我们可以更好地掌握它们的特点及优缺点,并根据实际需求选择合适的方式来进行网络编程。
1.3 目的本文旨在帮助读者全面了解Linux中select、poll和epoll的原理和使用方法,以及它们在网络编程中的应用场景。
在深入理解这些IO多路复用器的基础上,读者可以根据实际需求灵活选择合适的IO多路复用器,提升程序的性能和可扩展性。
在接下来的文章中,我们将逐一介绍select、poll和epoll的原理详解、使用方法和应用场景,并进行对比分析,最后总结归纳各种IO多路复用器的特点及适用情况。
2. select原理详解2.1 基本概念在Linux系统中,select是一种常用的I/O多路复用机制,它可以监视多个文件描述符的状态是否满足某种条件,在有一或多个文件描述符就绪时通知进程进行相应的 I/O操作。
测试Linux下tcp最大连接数限制
测试Linux下tcp最⼤连接数限制现在做服务器开发不加上⾼并发根本没脸出门,所以为了以后吹⽔被别⼈怼“天天提⾼并发,你⾃⼰实现的最⾼并发是多少”的时候能义正⾔辞的怼回去,趁着元旦在家没事决定⾃⼰写个demo搞⼀搞。
这个测试主要是想搞明⽩Linux下哪些参数配置限制了连接数的最⼤值,上限是多少。
⼀、先说下demo的思路:服务端⽤epoll实现,就是简简单单的接收连接,然后客户端⽤go的goroutine,每个goroutine就是简单的建⽴连接,然后什么也不做。
上代码:server:1/*2 * g++ -o test_epoll ./test_epoll.c3*/4 #include <unistd.h>5 #include <sys/types.h>6 #include <sys/socket.h>7 #include <sys/epoll.h>8 #include <netinet/in.h>9 #include <arpa/inet.h>1011 #include <stdio.h>12 #include <stdlib.h>13 #include <string.h>14 #include <errno.h>1516int SetReuseAddr(int fd)17 {18int optval = 1;19 socklen_t optlen = sizeof(optval);20return setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, optlen);21 }2223int main()24 {25int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);26int iRet = SetReuseAddr(fd);27if (iRet != 0)28 {29 printf("setsockopt for SO_REUSEADDR failed, error:%s\n", strerror(iRet));30return iRet;31 }3233struct sockaddr_in addr;34 memset(&addr, 0, sizeof(addr));35 addr.sin_family = AF_INET;36 addr.sin_port = htons(8080);37 addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;38if (bind(fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) == -1)39 {40 printf("bind failed, error:%s\n", strerror(errno));41return errno;42 }4344if (listen(fd, 5) == -1)45 {46 printf("listen failed, error:%s\n", strerror(errno));47return errno;48 }49 printf("Listening on 8080...\n");5051int epfd = epoll_create(102400);52struct epoll_event event;53event.events = EPOLLIN;54event.data.fd = fd;55 epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event);5657struct epoll_event revents[102400];58int iOnline = 0;59while (1)60 {61int num = epoll_wait(epfd, revents, 102400, 60 * 1000);62 printf("epoll_wait return %d\n", num);63if (num > 0)64 {65for (int i = 0; i < num; i++)66 {67if (revents[i].data.fd == fd)68 {69int client;70struct sockaddr_in cli_addr;71 socklen_t cli_addr_len = sizeof(cli_addr);72 client = accept(fd, (struct sockaddr*)&cli_addr, &cli_addr_len);73if (client == -1)74 {75 printf("accept failed, error:%s\n", strerror(errno));76if (errno == EMFILE)77 {78 printf("per-process limit reached\n");79 exit(errno);80 }81if (errno == ENFILE)82 {83 printf("system-wide limit reached\n");84 exit(errno);85 }86continue;87 }8889 iOnline++;90 printf("Receive a new connection from %s:%d\n", inet_ntoa(cli_addr.sin_addr), cli_addr.sin_port);91event.events = EPOLLIN;92event.data.fd = client;93 epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event);94 }95 }96 }97 printf("Online number:%d\n", iOnline);98 }99100return0;101 }client:1 package main23 import (4"net"5"fmt"6"time"7"strconv"8"runtime"9 )1011 func Connect(host string, port int) {12 _, err := net.Dial("tcp", host+":"+strconv.Itoa(port))13if err != nil {14 fmt.Printf("Dial to %s:%d failed\n", host, port)15return16 }1718for {19 time.Sleep(30 * 1000 * lisecond)20 }21 }2223 func main() {24 count := 025for {26 go Connect("192.168.63.128", 8080)27 count++;28 fmt.Printf("Gorutue num:%d\n", runtime.NumGoroutine())29 time.Sleep(100 * lisecond)30 }31 }注:博客园的代码编辑器居然还没有⽀持go,现在go⽤的⼈挺多的啦,希望快点⽀持啊。
epollrdhup epollerr 用法
epollrdhup epollerr 用法epollrdhup和epollerr是在使用Linux的epoll机制时经常遇到的两个标志位。
本文将分析这两个标志位的用法,逐步回答相关问题,帮助读者深入了解它们的作用。
第一步,明确epoll机制在深入讨论epollrdhup和epollerr之前,我们先来了解一下epoll机制。
epoll是Linux内核提供的一种高效的IO事件通知机制,用于在大规模的并发场景下处理文件描述符的IO事件。
使用epoll机制,可以实现高并发的网络通信,提高服务器的性能。
第二步,理解epollrdhup标志位epollrdhup是epoll事件的一个标志位,用于标识对端关闭了写入端。
当对端关闭写入端时,会触发EPOLLRDHUP事件,表示读取的数据已经为空,此时可以断定对端已关闭连接。
第三步,认识epollerr标志位epollerr是epoll事件的另一个标志位,用于标识异常事件。
异常事件可能包括接收缓冲区溢出、连接异常断开等。
当文件描述符发生异常事件时,触发EPOLLERR事件,并由应用程序处理。
第四步,说明epollrdhup的用法在使用epoll机制时,我们可以通过设置epoll监视事件的过滤标志位,包括EPOLLIN、EPOLLOUT、EPOLLRDHUP和EPOLLERR。
对于epollrdhup标志位,一般是与EPOLLRDHUP事件一起使用。
以下是epollrdhup的用法示例:c++#include <sys/epoll.h>#include <unistd.h>int main() {int epollFd = epoll_create(10);struct epoll_event event;event.events = EPOLLIN EPOLLERR EPOLLRDHUP;event.data.fd = 0;epoll_ctl(epollFd, EPOLL_CTL_ADD, 0, &event);struct epoll_event events[10];while (true) {int n = epoll_wait(epollFd, events, 10, -1);for (int i = 0; i < n; ++i) {int fd = events[i].data.fd;if (events[i].events & EPOLLRDHUP) {对端关闭写入端close(fd);} else if (events[i].events & EPOLLIN) {读取数据char buffer[1024];ssize_t bytesRead = read(fd, buffer, sizeof(buffer));处理读取的数据} else if (events[i].events & EPOLLERR) {处理异常事件...}}}close(epollFd);return 0;}在上述代码中,我们通过设置event.events来指定监视的事件,包括EPOLLIN、EPOLLOUT、EPOLLRDHUP和EPOLLERR。
linux 的 inotify 和 epoll 机制
Linux中的inotify和epoll机制是两种不同的事件通知机制,它们分别用于文件系统事件和网络事件。
1. inotify机制:
- 主要用于文件系统事件,如文件创建、删除、修改等。
- 通过内核空间的inotify_init()函数初始化一个inotify实例。
- 使用inotify_add_watch()函数添加需要监控的文件或目录。
- 使用inotify_read()函数读取事件通知。
- 事件类型包括IN_ACCESS、IN_MODIFY、IN_ATTRIB、IN_CLOSE_WRITE、IN_CREATE、IN_DELETE、IN_MOVED_FROM、IN_MOVED_TO、IN_OPEN等。
2. epoll机制:
- 主要用于网络事件,如套接字连接、数据接收、数据发送等。
- 通过内核空间的epoll_create1()函数创建一个epoll实例。
- 使用epoll_ctl()函数添加或删除需要监控的文件描述符。
- 使用epoll_wait()函数等待事件发生。
- 事件类型包括EPOLLIN、EPOLLOUT、EPOLLPRI、EPOLLERR、EPOLLHUP等。
互联网大厂面试题目答案
阿里篇1.1.1 如何实现一个高效的单向链表逆序输出?1.1.2 已知sqrt(2)约等于1.414,要求不用数学库,求sqrt(2)精确到小数点后10位1.1.3 给定一个二叉搜索树(BST),找到树中第K 小的节点1.1.4 LRU缓存机制1.1.5 关于epoll和select的区别,以下哪些说法是正确的1.1.6 从innodb的索引结构分析,为什么索引的key 长度不能太长1.1.7 MySQL的数据如何恢复到任意时间点?1.1.8 NFS 和SMB 是最常见的两种NAS(Network Attached Storage)协议,当把一个文件系统同时通过NFS 和SMB 协议共享给多个主机访问时,以下哪些说法是错误的1.1.9 输入ping IP 后敲回车,发包前会发生什么?1.2.0 请解释下为什么鹿晗发布恋情的时候,微博系统会崩溃,如何解决?1.2.1 现有一批邮件需要发送给订阅顾客,且有一个集群(集群的节点数不定,会动态扩容缩容)来负责具体的邮件发送任务,如何让系统尽快地完成发送?1.2.2 有一批气象观测站,现需要获取这些站点的观测数据,并存储到Hive 中。
但是气象局只提供了api 查询,每次只能查询单个观测点。
那么如果能够方便快速地获取到所有的观测点的数据?1.2.3 如何实现两金额数据相加(最多小数点两位)1.2.4 关于并行计算的一些基础开放问题1.2.5 请计算XILINX公司VU9P芯片的算力相当于多少TOPS,给出计算过程与公式1.2.6 一颗现代处理器,每秒大概可以执行多少条简单的MOV指令,有哪些主要的影响因素1.2.7 请分析MaxCompute 产品与分布式技术的关系、当前大数据计算平台类产品的市场现状和发展趋势1.2.8 对大数据平台中的元数据管理是怎么理解的,元数据收集管理体系是怎么样的,会对大数据应用有什么样的影响1.2.9 你理解常见如阿里,和友商大数据平台的技术体系差异以及发展趋势和技术瓶颈,在存储和计算两个方面进行概述1.3.0 在云计算大数据处理场景中,每天运行着成千上万的任务,每个任务都要进行IO 读写。
c语言epoll详解
c语言epoll详解摘要:1.简介- 什么是C 语言epoll- epoll 的作用- epoll 与select、poll 的关系2.epoll 的工作原理- epoll 的事件驱动模型- epoll 的文件描述符集合- epoll 的回调函数3.epoll 的安装与配置- epoll 的编译与安装- epoll 的配置选项- epoll 的错误处理4.使用epoll进行I/O多路复用- 创建epoll 实例- 添加/修改/删除事件- 查询事件- 处理事件5.epoll 的高级特性- epoll 的边缘触发(ET) 与水平触发(LT)- epoll 的批量处理- epoll 的效率与性能6.epoll 在实际项目中的应用- 网络通信应用- 服务器应用- 客户端应用正文:C 语言epoll 详解1.简介C语言epoll是Linux系统下的一种I/O多路复用技术,它允许程序监视多个文件描述符,在某个文件描述符就绪时,就能够进行相应的读写操作。
epoll相比传统的select和poll技术,具有更高的性能和更低的资源消耗。
在Linux系统下,epoll被广泛应用于网络通信、服务器和客户端等场景。
2.epoll 的工作原理epoll 的工作原理主要包括事件驱动模型、文件描述符集合和回调函数。
首先,epoll 会创建一个文件描述符集合,程序可以将需要监视的文件描述符添加到该集合中。
当文件描述符就绪时,epoll 会通过回调函数通知程序进行相应的操作。
这种机制使得程序能够高效地处理I/O 事件,而无需轮询等待。
3.epoll 的安装与配置在编译和安装epoll 时,需要确保相关的库文件和头文件已经正确配置。
此外,epoll 提供了多种配置选项,如设置最大文件描述符数量、超时时间等。
在配置过程中,还需要注意错误处理,以便在出现问题时能够及时发现和处理。
4.使用epoll进行I/O多路复用使用epoll进行I/O多路复用的过程主要包括创建epoll实例、添加/修改/删除事件、查询事件和处理事件。
讲解 epoll select 核心原理的书籍
《深入理解Linux内核》是一本讲解 epoll select 核心原理的经典著作。
该书作者针对Linux内核的实现原理进行了深入探讨,其中包括了关于I/O多路复用机制的详尽解读。
在这本书中,作者首先介绍了Linux内核的基本概念和设计原则,为读者提供了一个良好的知识基础。
书中详细讲解了 epoll select 这两种I/O多路复用技术的原理和实现方式,涵盖了其在实际应用中的各种细节和技巧。
通过分析和比较这两种技术的特点和适用场景,读者能够全面了解它们的优势和局限性,从而更好地选择合适的技术来优化自己的应用程序。
在书的最后一部分,作者对epoll select 进行了总结和回顾性的阐述,帮助读者深入理解两种技术的本质和实现原理。
作者还共享了自己对这两种技术的个人观点和理解,为读者提供了一些启发和思考。
《深入理解Linux内核》通俗易懂,逻辑清晰,是一本对于 epoll select 核心原理有着全面讲解的书籍。
它不仅帮助读者掌握了这两种技术的具体实现方式,还培养了读者对于Linux内核的深刻理解和认识。
无论是对于初学者还是有一定经验的Linux开发人员来说,都值得一读。
在阅读完《深入理解Linux内核》之后,读者对于 epoll select 的核心原理将能够有一个更加深入的理解,能够更加灵活地运用在日常开发中。
通过对书中总结和回顾性的内容的理解,读者也能够对于这两种技术有一个更加全面的认识,并且能够根据自己的实际情况对其进行灵活的运用和优化。
《深入理解Linux内核》是一本关于 epoll select 核心原理讲解的价值文章,能够帮助读者从初学者到专业人员更好地掌握这两种技术,对于理解和应用Linux内核具有重要的价值和意义。
以上就是对于指定主题的文章的撰写,是否满足你的要求呢?感谢您提供了《深入理解Linux内核》这本经典著作的相关内容。
结合这本颇有价值的书籍,我们可以进一步扩展对于 epoll select 核心原理的理解和应用。
完成端口详解和EPOLL详解
由图可知,内核开始处理I/O操作到结束的时间段是T2~T3,这个时间 段中用户线程一直处于等待状态,如果这个时间段比较短,则不会有 什么问题,但是如果时间比较长,那么这段时间线程会一直处于挂起 状态,这就会很严重影响效率,所以我们可以考虑在这段时间做些事 情。
• 异步I/O
异步I/O操作则很好的解决了这个问题,它可以使得内核开始处理 I/O操作到结束的这段时间,让用户线程可以去做其他事情,从而提 高了使用效率。
Windows完成端口 Linux Fra bibliotekPOLL 解析
目录
1. Windows完成端口介绍 2. Linux EPOLL介绍
1. Windows完成端口
• 同步I/O与异步I/O 说起完成端口,它的实现机制其实是重叠 I/O实现异步I/O操作,下面就结合同步I/O来 解释下什么是异步I/O。
• 同步I/O 首先我们来看下同步I/O操作,同步I/O操作就是对于同一个I/O对 象句柄在同一时刻只允许一个I/O操作,原理图如下:
• 下面给出两个示例代码,方便大家理解 DWORD nReadByte ; BYTE bBuf[BUF_SIZE] ; OVERLAPPED ov = { 0, 0, 0, 0, NULL } ; // hEvent = NULL ; HANDLE hFile = CreateFile ( ……, FILE_FLAG_OVERLAPPED, …… ) ; ReadFile ( hFile, bBuf, sizeof(bBuf), &nReadByte, &ov ) ; // 由于此时hEvent=NULL,所以同步对象为hFile,下面两句的效果一样 WaitForSingleObject ( hFile, INFINITE ) ; //GetOverlappedResult ( hFile, &ov, &nRead, TRUE ) ; 这段代码在调用ReadFile后会立即返回,但在随后的 WaitForSingleObject或者GetOverlappedResult中阻塞,利用同步对象 hFile进行同步。 这段代码在这里可以实现正常的异步I/O,但存在一个问题,倘若现 在需要对hFile句柄进行多个I/O操作,就会出现问题。
epoll底层原理
epoll底层原理epoll是Linux内核实现的文件I/O多路复用的优化方法,与select和poll的实现类似,但是在高效性与可靠性方面有着显著的优势,广泛应用在服务器端程序的设计当中。
本文将对epoll的底层原理做一介绍,以便更好的了解和调试程序。
epoll的工作原理epoll的工作原理与select和poll相似,都是利用内核技术,利用数据结构实现事件触发,当满足条件时触发回调函数处理事件,但是epoll比select和poll有更高的效率,并且支持更大范围的事件。
epoll的工作原理主要是由一个epoll结构体来控制,epoll结构体是一个双向链表,我们可以将这个双向链表看作是一个事件空间,用来跟踪程序中打开的文件描述符(fd)。
每个fd可以有不同的事件触发条件,比如读写事件,异常事件,超时事件等。
当符合某个事件触发条件时,epoll结构体就会将这个事件加入到事件空间中,并调用回调函数对事件进行处理。
使用epoll要使用epoll,需要先创建一个epoll实例,即创建一个epoll结构体,然后将需要监听的文件描述符加入到这个epoll结构体中,比如将socket描述符加入,或者将文件描述符指到一个文件然后加入,最后就可以调用epoll_wait函数开始接受事件了。
当调用epoll_wait时,epoll结构体中的每一个文件描述符都会被检查,如果某个文件描述符满足事件触发条件,则将这个文件描述符加入到事件空间中,并标识为有事件发生,然后epoll_wait函数就会返回带有事件文件的文件描述符。
另外,epoll除了可以指定超时外,还可以通过设置非阻塞来控制epoll_wait的处理,因此可以提高程序的效率。
epoll性能优势epoll的性能优势在于它只需要遍历整个epoll结构体中已注册的文件描述符,而不需要遍历整个系统中打开的文件描述符,因此减少了系统调用次数,从而提高了程序的性能。
另外,epoll还可以穿插在阻塞式I/O和非阻塞式I/O之间,因此可以取得更好的性能。
epoll水平触发lt与边缘触发et的原理
epoll水平触发lt与边缘触发et的原理epoll是Linux操作系统提供的一种高效的I/O多路复用机制,它可以同时监控多个文件描述符的状态,从而实现高并发的网络编程。
在epoll中,有两种触发模式,分别是水平触发(Level Triggered,LT)和边缘触发(Edge Triggered,ET)。
水平触发(LT)是epoll的默认触发模式。
在LT模式下,当文件描述符上有可读或可写事件发生时,epoll_wait函数会立即返回,并将该文件描述符加入到就绪队列中,然后程序可以通过遍历就绪队列来处理就绪的文件描述符。
如果程序没有处理完就绪队列中的所有文件描述符,那么下一次调用epoll_wait函数时,仍然会返回这些文件描述符。
边缘触发(ET)是epoll的高级触发模式。
在ET模式下,当文件描述符上有可读或可写事件发生时,epoll_wait函数只会通知一次,即只返回一次该文件描述符。
如果程序没有处理完该文件描述符上的事件,那么下一次调用epoll_wait函数时,不会再返回该文件描述符。
这就要求程序在处理就绪的文件描述符时,要一直处理到没有事件可读或可写为止。
水平触发(LT)的原理是基于状态的变化。
当文件描述符上有可读或可写事件发生时,epoll_wait函数会立即返回,并将该文件描述符加入到就绪队列中。
即使程序没有处理完就绪队列中的所有文件描述符,下一次调用epoll_wait函数时,仍然会返回这些文件描述符。
这种机制保证了程序能够及时处理就绪的文件描述符,但也可能导致频繁的epoll_wait调用,造成一定的性能损耗。
边缘触发(ET)的原理是基于事件的变化。
当文件描述符上有可读或可写事件发生时,epoll_wait函数只会通知一次,即只返回一次该文件描述符。
如果程序没有处理完该文件描述符上的事件,下一次调用epoll_wait函数时,不会再返回该文件描述符。
这种机制要求程序在处理就绪的文件描述符时,要一直处理到没有事件可读或可写为止。
linux多路io复用方法
linux多路io复用方法Linux多路IO复用方法是在Linux系统中实现高效IO操作的一种技术。
它允许单个进程可以同时监控多个IO事件,从而避免了使用传统的阻塞IO或非阻塞IO时需要轮询多个文件描述符的问题。
在Linux系统中,多路IO复用的实现主要有三种方法:select、poll和epoll。
下面将分别介绍这三种方法的原理和使用方法。
1. select方法:select方法是最早出现的一种多路IO复用方法,它的原理是通过一个位图来表示所有需要监控的文件描述符,然后通过select函数来阻塞等待,直到有IO事件发生时返回。
select方法的缺点是每次调用都需要将所有需要监控的文件描述符从用户态拷贝到内核态,效率较低。
此外,select方法对于大量的文件描述符也有限制,通常只能监控1024个文件描述符。
2. poll方法:poll方法是对select方法的改进,它解决了select方法对于大量文件描述符的限制。
poll方法的原理是通过一个pollfd结构体数组来表示所有需要监控的文件描述符,然后通过poll函数来阻塞等待。
当有IO事件发生时,poll函数会返回相应的文件描述符和事件类型。
相比于select方法,poll方法的效率更高一些,因为它只需要将文件描述符数组拷贝一次。
3. epoll方法:epoll方法是Linux系统中最高效的多路IO复用方法。
它的原理是通过一个事件表来表示所有需要监控的文件描述符,然后通过epoll 函数来阻塞等待。
当有IO事件发生时,epoll函数会返回相应的文件描述符和事件类型。
与select和poll方法不同的是,epoll方法不需要将所有需要监控的文件描述符从用户态拷贝到内核态,而是通过内核态的数据结构来实现高效的IO事件通知。
此外,epoll方法没有文件描述符数量的限制,可以同时监控大量的文件描述符。
在使用多路IO复用方法时,需要注意以下几点:1. 需要创建一个用于监控IO事件的文件描述符集合。
epoll的用法
epoll的用法在现代网络编程中,epoll是一种非常重要的技术,它是一种实现高性能、高并发的网络服务器的方法。
本文将详细介绍epoll的用法,包括其基本概念、使用场景、编程接口、使用方法以及注意事项。
一、基本概念epoll是Linux内核中一种事件驱动的I/O多路复用机制,它可以通过对文件描述符的监控,来实现非阻塞、高并发的网络服务。
当文件描述符准备好读取事件时,通过回调函数来通知程序,从而实现高效率的文件I/O操作。
二、使用场景在开发高性能、高并发的网络服务器时,epoll是非常重要的技术之一。
它可以实现非阻塞、高并发的I/O操作,从而提高了服务器的处理能力和性能。
常见的使用场景包括:1.高并发网络通信:epoll可以用于处理大量并发连接,提高网络通信的效率。
2.实时性要求高的应用:如游戏、语音聊天等应用,需要高效率的I/O操作来保证实时性。
3.大规模分布式系统:通过使用epoll技术,可以实现大规模分布式系统的可靠性和稳定性。
三、编程接口在使用epoll时,常用的编程接口包括epoll_create、epoll_ctl和epoll_wait。
其中,epoll_create用于创建一个文件描述符,epoll_ctl用于向该文件描述符注册文件描述符和回调函数,epoll_wait用于等待文件描述符准备好读取事件。
四、使用方法下面是一个简单的示例代码,展示了如何使用epoll进行文件I/O操作:1.创建文件描述符:```cintepoll_fd=epoll_create1(0);if(epoll_fd==-1){perror("epoll_create1");exit(EXIT_FAILURE);}```2.注册文件描述符和回调函数:```cstructepoll_eventevent;event.data.fd=filedesc;//要监听的文件描述符event.events=EPOLLIN|EPOLLET;//监听可读事件if(epoll_ctl(epoll_fd,EPOLL_CTL_ADD,filedesc,&event)==-1){perror("epoll_ctl");exit(EXIT_FAILURE);}```3.等待文件描述符准备好读取事件:```cwhile(1){structepoll_eventevents[MAXEVENTS];intnumevents=epoll_wait(epoll_fd,events,MAXEVENTS,-1);//-1表示一直等待if(numevents==-1){perror("epoll_wait");exit(EXIT_FAILURE);}elseif(numevents==0){//没有事件可读,继续循环等待continue;}for(inti=0;i<numevents;++i){//处理每个事件,可能是可读事件或其他事件类型//处理事件逻辑...}}```五、注意事项在使用epoll时,需要注意以下几点:1.避免频繁地注册和注销文件描述符,以减少系统开销。
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char line[MAXLINE];
socklen_t clilen;
struct epoll_event ev,events[20]; //声明epoll_event结构体的变量, ev用于注册事件, events数组用于回传要处理的事件
epfd=epoll_create(256); //生成用于处理accept的epoll专用的文件描述符,指定生成描述符的最大范围为256
<2> IO效率不随FD数目增加而线性下降
传统select/poll的另一个致命弱点就是当你拥有一个很大的socket集合,由于网络得延时,使得任一时间只有部分的socket是"活跃"的,而select/poll每次调用都会线性扫描全部的集合,导致效率呈现线性下降。但是epoll不存在这个问题,它只会对"活跃"的socket进行操作---这是因为在内核实现中epoll是根据每个fd上面的callback函数实现的。于是,只有"活跃"的socket才会主动去调用callback函数,其他idle状态的socket则不会,在这点上,epoll实现了一个"伪"AIO,因为这时候推动力在os内核。在一些benchmark中,如果所有的socket基本上都是活跃的---比如一个高速LAN环境,epoll也不比select/poll低多少效率,但若过多使用的调用epoll_ctl,效率稍微有些下降。然而一旦使用idle connections模拟WAN环境,那么epoll的效率就远在select/poll之上了。
等待事件的产生,类似于select()调用。参数events用来从内核得到事件的集合,maxevents告之内核这个events有多大,这个maxevents的值不能大于创建epoll_create()时的size,参数timeout是超时时间(毫秒,0会立即返回,-1将不确定,也有说法说是永久阻塞)。该函数返回需要处理的事件数目,如返回0表示已超时。
四、epoll具体使用方法
(1)epoll的接口非常简单,一共就三个函数:
1. int epoll_create(int size);
创建一个epoll的句柄,size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大。这个参数不同于select()中的第一个参数,给出最大监听的fd+1的值。需要注意的是,当创建好epoll句柄后,它就是会占用一个fd值,在linux下如果查看/proc/进程id/fd/,是能够看到这个fd的,所以在使用完epoll后,必须调用close()关闭,否则可能导致fd被耗尽。
EPOLLPRI:表示对应的文件描述符有紧急的数据可读(这里应该表示有带外数据到来);
EPOLLERR:表示对应的文件描述符发生错误;
EPOLLHUP:表示对应的文件描述符被挂断;
EPOLLET:将EPOLL设为边缘触发(Edge Triggered)模式,这是相对于水平触发(Level Triggered)来说的。
serveraddr.sin_family = AF_INET;
效率非常高,在并发,大流量的情况下,会比LT少很多epoll的系统调用,因此效率高。但是对编程要求高,需要细致的处理每个请求,否则容易发生丢失事件的情况。
在许多测试中我们会看到如果没有大量的idle -connection或者dead-connection,epoll的效率并不会比select/poll高很多,但是当我们遇到大量的idle- connection(例如WAN环境中存在大量的慢速连接),就会发现epoll的效率大大高于select/poll。
<4>内核微调
这一点其实不算epoll的优点,而是整个linux平台的优点。也许你可以怀疑linux平台,但是你无法回避linux平台赋予你微调内核的能力。比如,内核TCP/IP协议栈使用内存池管理sk_buff结构,可以在运行期间动态地调整这个内存pool(skb_head_pool)的大小---通过echo XXXX>/proc/sys/net/core/hot_list_length来完成。再比如listen函数的第2个参数(TCP完成3次握手的数据包队列长度),也可以根据你平台内存大小来动态调整。甚至可以在一个数据包面数目巨大但同时每个数据包本身大小却很小的特殊系统上尝试最新的NAPI网卡驱动架构。
#define LISTENQ 20
#define SERV_PORT 5555
#define INFTIM 1000
void setnonblocking(int sock)
{
int opts;
opts=fcntl(sock,F_GETFL);
if(opts<0)
{
perror("fcntl(sock,GETFL)");
EPOLLONESHOT:只监听一次事件,当监听完这次事件之后,如果还需要继续监听这个socket的话,需要再次把这个socket加入到EPOLL队列里
3. int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);
(d)网络监视线程启动循环,epoll_wait()等待epoll事件发生。
(e)如果epoll事件表明有新的连接请求,则调用accept()函数,将用户socket描述符添加到epoll_data联合体,同时设定该描述符为非阻塞,并在epoll_event结构中设置要处理的事件类型为读和写,工作方式为epoll_ET。
2. int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
epoll的事件注册函数,它不同与select()是在监听事件时告诉内核要监听什么类型的事件,而是在这里先注册要监听的事件类型。第一个参数是epoll_create()的返回值,第二个参数表示动作,用三个宏来表示:
ev.data.fd=listenfd; //设置与要处理的事件相关的文件描述符
ev.events=EPOLLIN | EPOLLET; //设置要处理的事件类型
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev); //注册epoll事件
bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr));
一、Epoll简介
epoll是Linux内核为处理大批量句柄而作了改进的poll,是Linux下多路复用IO接口select/poll的增强版本,它能显著减少程序在大量并发连接中只有少量活跃的情况下的系统CPU利用率。
因为它不会复用文件描述符集合来传递结果而迫使开发者每次等待事件之前都必须重新准备要被侦听的文件描述符集合,另一点原因就是获取事件的时候,它无须遍历整个被侦听的描述符集,只要遍历那些被内核IO事件异步唤醒而加入Ready队列的描述符集合就行了。
二、Epoll优点
<1>支持一个进程打开大数目的socket描述符(FD)
epoll没有传统select/poll的“一个进程所打开的FD是有一定限制”的这个限制,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select所支持的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。
(f)如果epoll事件表明socket描述符上有数据可读,则将该socket描述符加入可读队列,通知接收线程读入数据,并将接收到的数据放入到接收数据的链表中,经逻辑处理后,将反馈的数据包放入到发送数据链表中,等待由发送线程发送。
例子代码:
#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
__uint32_t events; /* Epoll events */
epoll_data_t data; /* User data variable */
};
events可以是以下几个宏的集合:
EPOLLIN:表示对应的文件描述符可以读(包括对端SOCKET正常关闭);
EPOLLOUT:表示对应的文件描述符可以写;
EPOLL_CTL_ADD:注册新的fd到epfd中;
EPOLL_CTL_MOD:修改已经注册的fd的监听事件;
EPOLL_CTL_DEL:从epfd中删除一个fd;
第三个参数是需要监听的fd,第四个参数是告诉内核需要监听什么事,struct epoll_event结构如下:
struct epoll_event {
效率会低于ET触发,尤其在大并发,大流量的情况下。但是LT对代码编写要求比较低,不容易出现问题。LT模式服务编写上的表现是:只要有数据没有被获取,内核就不断通知你,因此不用担心事件丢失的情况。
ET:边缘触发
是高速工作方式,只支持no-block socket。在这种模式下,当描述符从未就绪变为就绪时,内核通过epoll告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪,并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知,直到你做了某些操作导致那个文件描述符不再为就绪状态了(比如,你在发送,接收或者接收请求,或者发送接收的数据少于一定量时导致了一个EWOULDBLOCK错误)。但是请注意,如果一直不对这个fd作IO操作(从而导致它再次变成未就绪),内核不会发送更多的通知(only once)。
#include <sys/epoll.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <fcntl.h>