linux epoll 短连接

Linux epoll 短连接基础概念

epoll 是 Linux 内核提供的一种 I/O 事件通知机制，主要用于高性能的网络服务器编程。与 select 和 poll 相比，epoll 在处理大量并发连接时具有更高的效率和更好的性能。

短连接 是指客户端和服务器之间建立一次连接，完成数据传输后立即关闭连接的方式。这种方式适用于请求频率高但每次请求数据量较小的场景。

epoll 的优势

效率高：epoll 使用事件驱动的方式，只有当有事件发生时才会通知应用程序，避免了轮询的开销。
扩展性好：能够处理大量的并发连接，适用于高并发场景。
灵活性强：支持多种事件类型，如读、写、错误等。

epoll 的类型

水平触发（Level-Triggered, LT）：只要文件描述符上有未处理的事件，内核就会持续通知应用程序。
边缘触发（Edge-Triggered, ET）：只有在文件描述符上的事件状态发生变化时，内核才会通知应用程序。

应用场景

Web 服务器：处理大量并发 HTTP 请求。
实时通信系统：如聊天服务器、游戏服务器等。
API 网关：处理高频的 API 请求。

示例代码

以下是一个简单的使用 epoll 处理短连接的示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

#define MAX_EVENTS 10
#define PORT 8080

void setnonblocking(int sockfd) {
    int opts;
    opts = fcntl(sockfd, F_GETFL);
    if (opts < 0) {
        perror("fcntl(F_GETFL)");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    opts = (opts | O_NONBLOCK);
    if (fcntl(sockfd, F_SETFL, opts) < 0) {
        perror("fcntl(F_SETFL)");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

int main() {
    int listen_fd, conn_fd, epoll_fd, nfds, n;
    struct epoll_event ev, events[MAX_EVENTS];
    struct sockaddr_in server_addr;

    listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (listen_fd < 0) {
        perror("socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    server_addr.sin_port = htons(PORT);

    if (bind(listen_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
        perror("bind");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (listen(listen_fd, SOMAXCONN) < 0) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    epoll_fd = epoll_create1(0);
    if (epoll_fd < 0) {
        perror("epoll_create1");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    ev.events = EPOLLIN;
    ev.data.fd = listen_fd;
    if (epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, listen_fd, &ev) < 0) {
        perror("epoll_ctl: listen_fd");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    while (1) {
        nfds = epoll_wait(epoll_fd, events, MAX_EVENTS, -1);
        if (nfds < 0) {
            perror("epoll_wait");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        for (n = 0; n < nfds; ++n) {
            if (events[n].data.fd == listen_fd) {
                conn_fd = accept(listen_fd, (struct sockaddr*)NULL, NULL);
                if (conn_fd < 0) {
                    perror("accept");
                    continue;
                }
                setnonblocking(conn_fd);
                ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;
                ev.data.fd = conn_fd;
                if (epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, conn_fd, &ev) < 0) {
                    perror("epoll_ctl: conn_fd");
                    close(conn_fd);
                }
            } else {
                conn_fd = events[n].data.fd;
                char buffer[1024];
                int len = read(conn_fd, buffer, sizeof(buffer));
                if (len <= 0) {
                    close(conn_fd);
                    epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_DEL, conn_fd, NULL);
                } else {
                    write(conn_fd, buffer, len); // Echo back
                }
            }
        }
    }

    close(listen_fd);
    return 0;
}