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linux下epoll模型并发问题

 

最近用c++实现了贝叶斯分类算法,做了个自动识别垃圾信息的小工具。工具中有个功能,通过绑定指定端口,和客户端通信。服务端使用的是epoll网络模型。在测试的时候发现,单用户的情况下客户端和服务器通信正常。但是在多用户并发的情况下,客户端和服务端通信不正常。此时,客户端能正常的链接,发送数据,但是一直卡在接收数据部分。如下图:

t_1146193487

出现这种问题,是因为不正确的使用了epoll中的ET(edge-trigger)模式。代码如下:

/**************************************************
函数名:acceptConn
功能:接受客户端的链接
参数:srvfd:监听SOCKET
***************************************************/
void acceptConn(int srvfd)
{
	struct sockaddr_in sin;
	socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
	bzero(&sin, len);

	int confd = accept(srvfd, (struct sockaddr*)&sin, &len);

	if (confd < 0)
	{
		  printf("%s: bad accept
");
		  return;
	}else
	{
		printf("Accept Connection: %d", confd);
	}

	setNonblocking(confd);

	//将新建立的连接添加到EPOLL的监听中
	struct epoll_event event;
	event.data.fd = confd;
	event.events =  EPOLLIN|EPOLLET;
	epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, confd, &event);
}

注意倒数第二行:event.events = EPOLLIN|EPOLLET; 采用的是ET模式。下面我们来具体说下,问题出在那里。
在epoll中有两种模式:level-trigger模式,简称LT模式,和edge-trigger模式,简称ET模式。其中,LT是默认的工作模式。
这两种模式的工作方式有些不同。在level-trigger模式下只要某个socket处于readable/writable状态,无论什么时候进行epoll_wait都会返回该socket;而edge-trigger模式下只有某个socket从unreadable变为readable或从unwritable变为writable时,epoll_wait才会返回该socket。

在ET模式socket非阻塞的情况下(上面代码中就是这种情况),多个连接同时到达,服务器的TCP就绪队列瞬间积累多个就绪连接,由于是边缘触发模式,epoll只会通知一次,accept只处理一个连接,导致TCP就绪队列中剩下的连接都得不到处理。因此,就出现了上面所提及的问题。
解决办法是用while循环抱住accept调用,处理完TCP就绪队列中的所有连接后再退出循环。如何知道是否处理完就绪队列中的所有连接呢?accept返回-1并且errno设置为EAGAIN就表示所有连接都处理完。
修改后的代码如下:

/**************************************************
函数名:acceptConn
功能:接受客户端的链接
参数:srvfd:监听SOCKET
***************************************************/
void acceptConn(int srvfd)
{
	struct sockaddr_in sin;
	socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
	bzero(&sin, len);
	int confd = 0;
	while((confd = accept(srvfd, (struct sockaddr*)&sin, &len)) > 0) {
		
		printf("Accept Connection: %d", confd);

		setNonblocking(confd);

		//将新建立的连接添加到EPOLL的监听中
		struct epoll_event event;
		event.data.fd = confd;
		event.events =  EPOLLIN|EPOLLET;
		epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, confd, &event);
	}
	if (confd == -1) {
		if (errno != EAGAIN && errno != ECONNABORTED && errno != EPROTO && errno != EINTR){
			printf("%s: bad accept
");
			return;
		}
	}
} 

同理,接收数据和发送数据时如果是ET模式,且非阻塞,也得用循环。
读:只要可读,就一直读,直到返回0,或者 errno = EAGAIN
写:只要可写,就一直写,直到数据发送完,或者 errno = EAGAIN
正确的读:

n = 0;
while ((nread = read(fd, buf + n, BUFSIZ-1)) > 0) {
    n += nread;
}
if (nread == -1 && errno != EAGAIN) {
    perror("read error");
}

正确的写:

int nwrite, data_size = strlen(buf);
n = data_size;
while (n > 0) {
    nwrite = write(fd, buf + data_size - n, n);
    if (nwrite < n) {
        if (nwrite == -1 && errno != EAGAIN) {
            perror("write error");
        }
        break;
    }
    n -= nwrite;
}

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原文链接:linux下epoll模型并发问题,转载请注明来源!

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