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从零构建通讯器--5.6 通讯代码精粹之epoll函数实战1(连接池)
阅读量:281 次
发布时间:2019-03-01

本文共 1693 字,大约阅读时间需要 5 分钟。

epoll功能详解

1. epoll基础知识

epoll(事件驱动程序库)是一种高效的I/O多路复用机制,主要用于处理网络服务器的非阻塞I/O操作。它通过将多个文件描述符(socket)注册到一个事件循环中,监控每个文件描述符的读写事件,避免了传统的轮询方式带来的性能问题。

epoll的主要函数包括:

  • epoll_create(): 创建一个epoll对象,初始化一个红黑树和一个双向链表。
  • epoll_ctl(): 用于将文件描述符和事件类型添加到epoll队列中。
  • epoll_wait(): 等待事件发生,返回就绪的事件。

2. 连接池的实现

2.1 连接池的作用

连接池(connection pool)用于管理多个客户端连接,避免了每次请求都创建新的连接,提高了服务器的性能。每个worker进程允许监听多个端口,用户连入后会分配到连接池中的一个连接。

2.2 连接池的实现步骤

  • 创建连接池数组:数组的大小等于worker_connections,每个元素是一个ngx_connection_t结构。
  • 初始化连接池:连接池中的每个连接都初始化为空闲状态。
  • 遍历监听端口:为每个监听端口注册读事件,确保服务器能够接收客户端的连接请求。
  • 2.3 获取空闲连接

    使用ngx_get_connection()函数,从连接池中获取一个空闲的连接。当连接被使用后,需要调用ngx_free_connection()将其归还到连接池。

    3. epoll函数实战

    3.1 epoll_create()

    m_epollhandle = epoll_create(m_worker_connections);

    epoll_create()创建了一个epoll对象,返回一个句柄。该句柄用于管理注册的文件描述符和事件。创建的对象包含一个红黑树和一个双向链表,用于存储和管理事件。

    3.2 epoll_ctl()

    epoll_ctl(m_epollhandle, EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev);

    epoll_ctl()用于对epoll句柄进行操作,常用的操作包括添加、修改和删除事件。这里使用EPOLL_CTL_ADD,表示将文件描述符fd注册为可读事件。

    3.3 epoll_wait()

    int events = epoll_wait(m_epollhandle, m_events, NGX_MAX_EVENTS, timer);

    epoll_wait()阻塞直到有事件到达,返回就绪的事件数量。每个事件包含文件描述符和事件类型,可以通过事件处理函数进行处理。

    4. 连接池技巧

    4.1 空闲连接管理

    连接池中维护空闲连接链表,空闲量记录空闲连接的数量。空闲连接的next指针指向下一个空闲连接,m_pfree_connections指向链表头。

    4.2 遍历连接池

    遍历连接池时,从最后一个连接开始,逐个连接向前遍历,确保不会出现死循环。

    5. 事件处理

    5.1 事件类型

    • EPOLLIN:表示文件描述符处于可读状态。
    • EPOLLOUT:表示文件描述符处于可写状态。
    • EPOLLRDHUP:表示文件描述符的连接已被对方关闭。
    • EPOLLERR:表示发生错误,可能是连接异常关闭。

    5.2 事件处理逻辑

    根据事件类型,执行相应的业务逻辑。例如,EPOLLIN事件处理客户端的连接请求,EPOLLOUT事件处理发送数据。

    6. 实际应用

    6.1 初始化epoll

    在子进程初始化时,调用ngx_epoll_init()函数,注册所有监听端口的读事件。

    6.2 处理事件

    在死循环中,调用ngx_epoll_process_events()函数等待事件发生,处理每个事件并更新连接状态。

    6.3 连接关闭

    当检测到连接异常或被关闭时,移除连接池中的连接,释放资源。

    7. 总结

    epoll功能是现代网络服务器性能优化的关键技术。通过连接池和事件驱动模型,epoll显著提升了服务器的吞吐量和响应速度。在实际应用中,需要注意连接池的管理和事件处理逻辑的正确性,确保服务器稳定运行。

    转载地址:http://otno.baihongyu.com/

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