一、三种并发服务器对比

1.select特点：

1.使用位图（数组）实现对文件描述符集合的保存，最多允许同时监测1024个文件描述符。

2.需要应用和内核层的反复数据（文件描述符集合表）拷贝

3.返回的集合表需要遍历寻找到达的事件

4.只能工作在水平触发模式（低速模式），不能工作在边沿触发模式（高速模式）

2.poll特点：

1.使用链表实现对文件描述符集合的保存，没有监测文件描述符个数的上限。

2.需要应用和内核层的反复数据（文件描述符集合表）拷贝

3.返回的集合表需要遍历寻找到达的事件

4.只能工作在水平触发模式（低速模式），不能工作在边沿触发模式（高速模式）

3.epoll特点：

1.使用红黑树（二叉树）实现对文件描述符集合的保存，没有监测文件描述符个数的上限，提高查找效率。

2.将文件描述符集合创建在内核层，避免了应用层和内核层的数据反复拷贝。

3.返回到达的事件，不需要遍历，只需要处理事件即可。

4.可工作在水平触发模式（低速模式）和边沿触发模式（高速模式）

水平触发模式（低速模式）：高低电平触发事件

边沿触发模式（高速模式）：状态变化时触发事件（上升沿触发，下降沿触发）

二、epoll工作流程

epoll:

1.创建文件描述符集合，epoll_create

2.添加关注的文件描述符，epoll_ctl

3.epoll通知内核开始事件监测，epoll_wait

4.epoll返回时，获取到达事件的结果

5.根据到达事件做任务处理

#include <sys/epoll.h>

int epoll_create(int size);

功能：通知内核创建文件描述符集合

参数：

        size：监测的文件描述符个数

返回值：

        成功：文件描述符（内核创建的集合）

        失败：-1

#include <sys/epoll.h>

       int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);

功能：对epoll的文件描述符集合进行操作

参数：

        epfd：创建的epoll集合

        op：对文件描述符集合进行的操作

                EPOLL_CTL_ADD：添加集合中的文件描述符

                EPOLL_CTL_MOD：修改集合中的文件描述符

                EPOLL_CTL_DEL：删除集合中的文件描述符

        fd：要操作的文件描述符

        event：文件描述符对应的事件
           

        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：

                EPOLLIN：读事件

                EPOLLOUT：写事件

                data.fd关注的描述符事件

返回值：

        成功：0

        失败：-1

#include <sys/epoll.h>

       int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events,
                      int maxevents, int timeout);

功能：通知内核开始监测文件描述符的事件

参数：

        epfd:监测的文件描述符集合

        events:保存返回的到达事件的结果

                struct epoll_event evs[2];        传数组名（evs）->可以保存多个

        maxevents:最大的事件个数

        timeout:监测的超时时间；-1不设置超时（阻塞）

返回值：

        成功：到达的事件个数

        失败：-1

三、相关代码

1.用epoll构建并发服务器

#ifndef __HEAD_H__
#define __HEAD_H__


#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */
#include <arpa/inet.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/select.h>

/* According to earlier standards */
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

#include <sys/epoll.h>
#endif

#include "head.h"

#define MAX_FD_CNT 100

int init_tcp_ser()
{
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(sockfd < 0)
    {
        perror("socket error");
        return -1;
    }

    //允许绑定处于TIME_WAIT状态的地址，避免端口占用问题：
	int optval = 1;
	setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(optval));

    struct sockaddr_in seraddr;
    seraddr.sin_family = AF_INET;
    seraddr.sin_port = htons(50001);
    seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.192");
    int ret = bind(sockfd,(struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr));
    if(ret < 0)
    {
        perror("bind error");
        return -1;
    }
    ret = listen(sockfd, 10);
    if(ret < 0)
    {
        perror("listen error");
        return -1;
    }
    return sockfd;
}



int epoll_fd_add(int epfds, int fd, uint32_t events)
{
    struct epoll_event ev;
    ev.events = events;
    ev.data.fd = fd;
    int ret = epoll_ctl(epfds, EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev);
    if(ret < 0)
    {
        perror("epoll_ctl error");
        return -1;
    }
    return 0;
}

int epoll_fd_del(int epfds, int fd, uint32_t events)
{
    int ret = epoll_ctl(epfds, EPOLL_CTL_DEL, fd, NULL);
    if(ret < 0)
    {
        perror("epoll_ctl error");
        return -1;
    }
    return 0;
}

int main(int argc, char const *argv[])
{ 
    int sockfd = init_tcp_ser();
    char buff[1024] = {0};

    struct sockaddr_in cliaddr;
    socklen_t clilen = sizeof(cliaddr);

    int epfds = epoll_create(MAX_FD_CNT);
    if(epfds < 0)
    {
        perror("epoll_creat error");
        return -1;
    }

    epoll_fd_add(epfds, sockfd, EPOLLIN);

    struct epoll_event evs[MAX_FD_CNT];


    while(1)
    {
        int cnt = epoll_wait(epfds, evs, MAX_FD_CNT, -1);
        if(cnt < 0)
        {
            perror("epoll_wait error");
            return -1;
        }

        for(int i = 0; i < cnt; ++i)
        {
            int fd = evs[i].data.fd;
            if(sockfd == fd)
            {
                int connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &clilen);
                epoll_fd_add(epfds, connfd, EPOLLIN);
            }
            else 
            {
                memset(buff, 0, sizeof(buff));
                ssize_t cnt = recv(fd, buff, sizeof(buff), 0);
				if (cnt < 0)
				{
					perror("recv error");
					epoll_fd_del(epfds, fd, EPOLLIN);
					close(fd);
					continue;
				}
				else if (0 == cnt)
				{
					epoll_fd_del(epfds, fd, EPOLLIN);
					close(fd);
					continue;
				}
				printf("%s\n", buff);
				strcat(buff, "--->ok");
				cnt = send(fd, buff, strlen(buff), 0);
				if (cnt < 0)
				{
					perror("send error");
					epoll_fd_del(epfds, fd, EPOLLIN);
					close(fd);
					continue;
                }
            }
        }
    }
	return 0;
}