epoll有两种模式,Edge Triggered(简称ET) 和 Level Triggered(简称LT).在采用这两种模式时要注意的是,如果采用ET模式,那么仅当状态发生变化时才会通知,而采用LT模式类似于原来的select/poll操作,只要还有没有处理的事件就会一直通知.

以代码来说明问题:
首先给出server的代码,需要说明的是每次accept的连接,加入可读集的时候采用的都是ET模式,而且接收缓冲区是5字节的,也就是每次只接收5字节的数据:

#include <iostream> 
#include <sys/socket.h> 
#include <sys/epoll.h> 
#include <netinet/in.h> 
#include <arpa/inet.h> 
#include <fcntl.h> 
#include <unistd.h> 
#include <stdio.h> 
#include <errno.h> 
 
using namespace std; 
 
#define MAXLINE 5 
#define OPEN_MAX 100 
#define LISTENQ 20 
#define SERV_PORT 5000 
#define INFTIM 1000 
 
void setnonblocking(int sock) 
{ 
    int opts; 
    opts=fcntl(sock,F_GETFL); 
    if(opts<0) 
    { 
        perror("fcntl(sock,GETFL)"); 
        exit(1); 
    } 
    opts = opts|O_NONBLOCK; 
    if(fcntl(sock,F_SETFL,opts)<0) 
    { 
        perror("fcntl(sock,SETFL,opts)"); 
        exit(1); 
    }   
} 
 
int main() 
{ 
    int i, maxi, listenfd, connfd, sockfd,epfd,nfds; 
    ssize_t n; 
    char line[MAXLINE]; 
    socklen_t clilen; 
    //声明epoll_event结构体的变量,ev用于注册事件,数组用于回传要处理的事件 
    struct epoll_event ev,events[20]; 
    //生成用于处理accept的epoll专用的文件描述符 
    epfd=epoll_create(256); 
    struct sockaddr_in clientaddr; 
    struct sockaddr_in serveraddr; 
    listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); 
    //把socket设置为非阻塞方式 
    //setnonblocking(listenfd); 
    //设置与要处理的事件相关的文件描述符 
    ev.data.fd=listenfd; 
    //设置要处理的事件类型 
    ev.events=EPOLLIN|EPOLLET; 
    //ev.events=EPOLLIN; 
    //注册epoll事件 
    epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev); 
    bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr)); 
    serveraddr.sin_family = AF_INET; 
    char *local_addr="127.0.0.1"; 
    inet_aton(local_addr,&(serveraddr.sin_addr));//htons(SERV_PORT); 
    serveraddr.sin_port=htons(SERV_PORT); 
    bind(listenfd,(sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)); 
    listen(listenfd, LISTENQ); 
    maxi = 0; 
    for ( ; ; ) { 
        //等待epoll事件的发生 
        nfds=epoll_wait(epfd,events,20,500); 
        //处理所发生的所有事件     
        for(i=0;i<nfds;++i) 
        { 
            if(events[i].data.fd==listenfd) 
            { 
                connfd = accept(listenfd,(sockaddr *)&clientaddr, &clilen); 
                if(connfd<0){ 
                    perror("connfd<0"); 
                    exit(1); 
                } 
                //setnonblocking(connfd); 
                char *str = inet_ntoa(clientaddr.sin_addr); 
                cout << "accapt a connection from " << str << endl; 
                //设置用于读操作的文件描述符 
                ev.data.fd=connfd; 
                //设置用于注测的读操作事件 
                ev.events=EPOLLIN|EPOLLET; 
                //ev.events=EPOLLIN; 
                //注册ev 
                epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,connfd,&ev); 
            } 
            else if(events[i].events&EPOLLIN) 
            { 
                cout << "EPOLLIN" << endl; 
                if ( (sockfd = events[i].data.fd) < 0) 
                    continue; 
                if ( (n = read(sockfd, line, MAXLINE)) < 0) { 
                    if (errno == ECONNRESET) { 
                        close(sockfd); 
                        events[i].data.fd = -1; 
                    } else 
                        std::cout<<"readline error"<<std::endl; 
                } else if (n == 0) { 
                    close(sockfd); 
                    events[i].data.fd = -1; 
                } 
                line[n] = '\0'; 
                cout << "read " << line << endl; 
                //设置用于写操作的文件描述符 
                ev.data.fd=sockfd; 
                //设置用于注测的写操作事件 
                ev.events=EPOLLOUT|EPOLLET; 
                //修改sockfd上要处理的事件为EPOLLOUT 
                //epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev); 
            } 
            else if(events[i].events&EPOLLOUT) 
            {   
                sockfd = events[i].data.fd; 
                write(sockfd, line, n); 
                //设置用于读操作的文件描述符 
                ev.data.fd=sockfd; 
                //设置用于注测的读操作事件 
                ev.events=EPOLLIN|EPOLLET; 
                //修改sockfd上要处理的事件为EPOLIN 
                epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev); 
            } 
        } 
    } 
    return 0; 
} 

下面给出测试所用的Perl写的client端,在client中发送10字节的数据,同时让client在发送完数据之后进入死循环, 也就是在发送完之后连接的状态不发生改变--既不再发送数据, 也不关闭连接,这样才能观察出server的状态:

#!/usr/bin/perl 
 
use IO::Socket; 
 
my $host = "127.0.0.1"; 
my $port = 5000; 
 
my $socket = IO::Socket::INET->new("$host:$port")
 or die "create socket error $@"; 
my $msg_out = "1234567890"; 
print $socket $msg_out; 
print "now send over, go to sleep\n"; 
 
while (1) 
{ 
    sleep(1); 
} 

运行server和client发现,server仅仅读取了5字节的数据,而client其实发送了10字节的数据,也就是说,server仅当第一次监听到了EPOLLIN事件,由于没有读取完数据,而且采用的是ET模式,状态在此之后不发生变化,因此server再也接收不到EPOLLIN事件了.

如果我们把client改为这样:

#!/usr/bin/perl 
 
use IO::Socket; 
 
my $host = "127.0.0.1"; 
my $port = 5000; 
 
my $socket = IO::Socket::INET->new("$host:$port")
 or die "create socket error $@"; 
my $msg_out = "1234567890"; 
print $socket $msg_out; 
print "now send over, go to sleep\n"; 
sleep(5); 
print "5 second gonesend another line\n"; 
print $socket $msg_out; 
 
while (1) 
{ 
    sleep(1); 
} 

可以发现,在server接收完5字节的数据之后一直监听不到client的事件,而当client休眠5秒之后重新发送数据,server再次监听到了变化,只不过因为只是读取了5个字节,仍然有10个字节的数据(client第二次发送的数据)没有接收完.

如果上面的实验中,对accept的socket都采用的是LT模式,那么只要还有数据留在buffer中,server就会继续得到通知,读者可以自行改动代码进行实验.

基于这两个实验,可以得出这样的结论:ET模式仅当状态发生变化的时候才获得通知,这里所谓的状态的变化并不包括缓冲区中还有未处理的数据,也就是说,如果要采用ET模式,需要一直read/write直到出错为止,很多人反映为什么采用ET模式只接收了一部分数据就再也得不到通知了,大多因为这样;而LT模式是只要有数据没有处理就会一直通知下去的.

补充说明一下这里一直强调的"状态变化"是什么:

1)对于监听可读事件时,如果是socket是监听socket,那么当有新的主动连接到来为状态发生变化;对一般的socket而言,协议栈中相应的缓冲区有新的数据为状态发生变化.但是,如果在一个时间同时接收了N个连接(N>1),但是监听socket只accept了一个连接,那么其它未 accept的连接将不会在ET模式下给监听socket发出通知,此时状态不发生变化;对于一般的socket,就如例子中而言,如果对应的缓冲区本身已经有了N字节的数据,而只取出了小于N字节的数据,那么残存的数据不会造成状态发生变化.

2)对于监听可写事件时,同理可推,不再详述.

而不论是监听可读还是可写,对方关闭socket连接都将造成状态发生变化,比如在例子中,如果强行中断client脚本,也就是主动中断了socket连接,那么都将造成server端发生状态的变化,从而server得到通知,将已经在本方缓冲区中的数据读出.

把前面的描述可以总结如下:仅当对方的动作(发出数据,关闭连接等)造成的事件才能导致状态发生变化,而本方协议栈中已经处理的事件(包括接收了对方的数据,接收了对方的主动连接请求)并不是造成状态发生变化的必要条件,状态变化一定是对方造成的.所以在ET模式下的,必须一直处理到出错或者完全处理完毕,才能进行下一个动作,否则可能会发生错误.

另外,从这个例子中,也可以阐述一些基本的网络编程概念.首先,连接的两端中,一端发送成功并不代表着对方上层应用程序接收成功, 就拿上面的client测试程序来说,10字节的数据已经发送成功,但是上层的server并没有调用read读取数据,因此发送成功仅仅说明了数据被对方的协议栈接收存放在了相应的buffer中,而上层的应用程序是否接收了这部分数据不得而知;同样的,读取数据时也只代表着本方协议栈的对应buffer中有数据可读,而此时时候在对端是否在发送数据也不得而知.