epoll学习（二）

首先看程序一，这个程序想要实现的功能是当用户从控制台有任何输入操作时，输出”hello world！”。

l 程序一

 1     #include <unistd.h>
 2     #include <iostream>
 3     #include <sys/epoll.h>
 4     using namespace std;
 5     int main(void)
 6     {
 7         int epfd,nfds;
 8         struct epoll_event ev,events[5];//ev用于注册事件，数组用于返回要处理的事件
 9         epfd=epoll_create(1);//只需要监听一个描述符——标准输入
10         ev.data.fd=STDIN_FILENO;
11         ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;//监听读状态同时设置ET模式
12         epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,STDIN_FILENO,&ev);//注册epoll事件
13         for(;;)
14        {
15          nfds=epoll_wait(epfd,events,5,-1);
16          for(int i=0;i<nfds;i++)
17          {
18             if(events[i].data.fd==STDIN_FILENO)
19                cout<<"hello world!"<<endl;
20          }
21        }
22     }

(1) 当用户输入一组字符，这组字符被送入buffer，字符停留在buffer中，又因为buffer由空变为不空，所以ET返回读就绪，输出”hello world！”。

(2) 之后程序再次执行epoll_wait，此时虽然buffer中有内容可读，但是根据我们上节的分析，ET并不返回就绪，导致epoll_wait阻塞。（底层原因是ET下就绪fd的epitem只被放入rdlist一次）。

(3) 用户再次输入一组字符，导致buffer中的内容增多，根据我们上节的分析这将导致fd状态的改变，是对应的epitem再次加入rdlist，从而使epoll_wait返回读就绪，再次输出“hello world！”。

l 程序二

 1     #include <unistd.h>
 2     #include <iostream>
 3     #include <sys/epoll.h>
 4     using namespace std;
 5     int main(void)
 6     {
 7         int epfd,nfds;
 8         char buf[256];
 9         struct epoll_event ev,events[5];//ev用于注册事件，数组用于返回要处理的事件
10         epfd=epoll_create(1);//只需要监听一个描述符——标准输入
11         ev.data.fd=STDIN_FILENO;
12         ev.events=EPOLLIN;//使用默认LT模式
13         epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,STDIN_FILENO,&ev);//注册epoll事件
14         for(;;)
15        {
16          nfds=epoll_wait(epfd,events,5,-1);
17          for(int i=0;i<nfds;i++)
18          {
19            if(events[i].data.fd==STDIN_FILENO)
20            {
21               read(STDIN_FILENO,buf,sizeof(buf));//将缓冲中的内容读出
22               cout<<"hello world!"<<endl;
23            }
24         }
25       }
26     }

程序二依然使用LT模式，但是每次epoll_wait返回读就绪的时候我们都将buffer（缓冲）中的内容read出来，所以导致buffer再次清空，下次调用epoll_wait就会阻塞。所以能够实现我们所想要的功能——当用户从控制台有任何输入操作时，输出”hello world！”。

l 程序三

 1     int main(void)
 2     {
 3         int epfd,nfds;
 4         struct epoll_event ev,events[5];//ev用于注册事件，数组用于返回要处理的事件
 5         epfd=epoll_create(1);//只需要监听一个描述符——标准输入
 6         ev.data.fd=STDIN_FILENO;
 7         ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;//使用默认LT模式
 8         epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,STDIN_FILENO,&ev);//注册epoll事件
 9         for(;;)
10        {
11          nfds=epoll_wait(epfd,events,5,-1);
12          for(int i=0;i<nfds;i++)
13          {
14            if(events[i].data.fd==STDIN_FILENO)
15             {
16               cout<<"hello world!"<<endl;
17               ev.data.fd=STDIN_FILENO;
18               ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;//使用默认LT模式
19               epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,STDIN_FILENO,&ev);//重新MOD事件（ADD无效）
20             }
21          }
22        }
23     }

程序三依然使用ET，但是每次读就绪后都主动的再次MOD IN事件，我们发现程序再次出现死循环，也就是每次返回读就绪。这就验证了上一节讨论ET读就绪的第三种情况。但是注意，如果我们将MOD改为ADD，将不会产生任何影响。别忘了每次ADD一个描述符都会在epitem组成的红黑树中添加一个项，我们之前已经ADD过一次，再次ADD将阻止添加，所以在次调用ADD IN事件不会有任何影响。

l 程序四

 1     #include <unistd.h>
 2     #include <iostream>
 3     #include <sys/epoll.h>
 4     using namespace std;
 5     int main(void)
 6     {
 7         int epfd,nfds;
 8         struct epoll_event ev,events[5];//ev用于注册事件，数组用于返回要处理的事件
 9         epfd=epoll_create(1);//只需要监听一个描述符——标准输出
10         ev.data.fd=STDOUT_FILENO;
11         ev.events=EPOLLOUT|EPOLLET;//监听读状态同时设置ET模式
12         epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,STDOUT_FILENO,&ev);//注册epoll事件
13         for(;;)
14        {
15           nfds=epoll_wait(epfd,events,5,-1);
16           for(int i=0;i<nfds;i++)
17          {
18              if(events[i].data.fd==STDOUT_FILENO)
19                  cout<<"hello world!"<<endl;
20          }
21        }
22     }

我们发现这将是一个死循环。下面具体分析一下这个程序的执行过程：

(1) 首先初始buffer为空，buffer中有空间可写，这时无论是ET还是LT都会将对应的epitem加入rdlist(对应第一节图中的红线)，导致epoll_wait就返回写就绪。

(2) 程序想标准输出输出”hello world！”和换行符，因为标准输出为控制台的时候缓冲是“行缓冲”,所以换行符导致buffer中的内容清空，这就对应第二节中ET模式下写就绪的第二种情况——当有旧数据被发送走时，即buffer中待写的内容变少得时候会触发fd状态的改变。所以下次epoll_wait会返回写就绪。之后重复这个过程一直循环下去。

l 程序五

相对程序四这里仅仅去掉了输出的换行操作。即：

cout<<"hello world!";

我们看到程序成挂起状态。因为第一次epoll_wait返回写就绪后，程序向标准输出的buffer中写入“hello world!”，但是因为没有输出换行，所以buffer中的内容一直存在，下次epoll_wait的时候，虽然有写空间但是ET模式下不再返回写就绪。回忆第一节关于ET的实现，这种情况原因就是第一次buffer为空，导致epitem加入rdlist，返回一次就绪后移除此epitem，之后虽然buffer仍然可写，但是由于对应epitem已经不再rdlist中，就不会对其就绪fd的events的在检测了。

l 程序六

 1     int main(void)
 2     {
 3         int epfd,nfds;
 4         struct epoll_event ev,events[5];//ev用于注册事件，数组用于返回要处理的事件
 5         epfd=epoll_create(1);//只需要监听一个描述符——标准输出
 6         ev.data.fd=STDOUT_FILENO;
 7         ev.events=EPOLLOUT;//使用默认LT模式
 8         epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,STDOUT_FILENO,&ev);//注册epoll事件
 9         for(;;)
10        {
11          nfds=epoll_wait(epfd,events,5,-1);
12          for(int i=0;i<nfds;i++)
13         {
14           if(events[i].data.fd==STDOUT_FILENO)
15              cout<<"hello world!";
16         }
17        }
18     };

程序六相对程序五仅仅是修改ET模式为默认的LT模式，我们发现程序再次死循环。这时候原因已经很清楚了，因为当向buffer写入”hello world!”后，虽然buffer没有输出清空，但是LT模式下只有buffer有写空间就返回写就绪，所以会一直输出”hello world!”,当buffer满的时候，buffer会自动刷清输出，同样会造成epoll_wait返回写就绪。

l 程序七

 1     int main(void)
 2     {
 3         int epfd,nfds;
 4         struct epoll_event ev,events[5];//ev用于注册事件，数组用于返回要处理的事件
 5         epfd=epoll_create(1);//只需要监听一个描述符——标准输出
 6         ev.data.fd=STDOUT_FILENO;
 7         ev.events=EPOLLOUT|EPOLLET;//监听读状态同时设置ET模式
 8         epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,STDOUT_FILENO,&ev);//注册epoll事件
 9         for(;;)
10        {
11          nfds=epoll_wait(epfd,events,5,-1);
12          for(int i=0;i<nfds;i++)
13         {
14            if(events[i].data.fd==STDOUT_FILENO)
15                cout<<"hello world!";
16            ev.data.fd=STDOUT_FILENO; 
17            ev.events=EPOLLOUT|EPOLLET; 
18            epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,STDOUT_FILENO,&ev); //重新MOD事件（ADD无效）
19        }
20      }
21     };

程序七相对于程序五在每次向标准输出的buffer输出”hello world!”后，重新MOD OUT事件。所以相当于每次重新进行第一节中红线描述的途径返回就绪，导致程序循环输出。

无欲速，无见小利。欲速，则不达；见小利，则大事不成。