linux网络编程 - epoll边沿触发/水平触发内核实现代码分析

Posted 2023-02-02 arm7star

1、listen socket水平触发的poll函数调用

        以服务器端epoll为例，加入监听、等待并接受连接、再次等待，会有3次检查是否有连接就绪的操作，分别是epoll_ctl、epoll_wait、epoll_wait。

1.1、epoll_wait(第1次调用)

        等待就绪链表相关内核看前面发布的文章《linux网络编程 - epoll内核实现代码分析》。这里介绍水平触发下，如果还有等待接受的连接，epoll_wait是如何触发或者说获取到读事件的。

        ep_send_events_proc代码：

        如上图代码1533行，这行代码将就绪epitem从就绪链表删掉，然后调用ep_item_poll检查获取该epitem的就绪事件，监听的就绪事件保存到revents，如果没有就绪的监听事件，那么revents就为0，1543行就是检查epitem是否有就绪事件，如果没有，那么if分支代码就不会执行(if代码块之后没有代码将epitem再次加入就绪链表)，下次再次调用epoll_wait就不会再检查该epitem。

        接下来看1543行if分支里面的代码，有就绪的监听事件就调用__put_user拷贝事件到用户态，最后判断触发方式，ep_send_events_proc代码如下所示：

         1554行检查是否是边沿触发EPOLLET，如果不是边沿触发，就执行if里面的代码，调用list_add_tail将epitem再次加入到就绪链表里面，也就是水平触发模式，epoll_wait获取到就绪事件之后并不会将就绪事件删除，用户程序获取到就绪事件之后，不管是接受所有连接还是接受部分连接，listen的socket还是"可读"的。

1.2、epoll_wait(第2次调用)

        epoll_wait调用返回之后，用户程序可以不处理事件，也可以只接受部分连接，然后再次调用epoll_wait：

• 如果用户程序接受所有连接之后再次调用epoll_wait，此时epitem虽然还在就绪链表里面，但是实际上epitem是不可读的，因为epitem还在就绪链表里面，所以内核还会再次调用ep_item_poll对socket事件再次进行检查，正如前面介绍的内核会先将epitem从就绪链表删除，因为当前epitem实际上不可读，所以不会返回就绪事件，也就是revents为0，那么epitem就不会被再次加入就绪链表，也就是水平触发的epoll_wait多做了一次无用的检查；
• 如果用户程序没有接受连接或者接受部分连接，那么再次调用epoll_wait的时候epitem自然是就绪的，也就是前面为什么获取到就绪事件之后，还要再次将epitem加入到就绪链表的原因。

2、listen socket边沿触发的poll函数调用

        边沿触发在前面实际已经介绍到了，水平触发epitem从就绪链表删除之后还会再添加到就绪链表，但是边沿触发就不会，如果epoll_wait获取事件之后不读取连接或者读取部分连接，那么再次调用epoll_wait，此时epitem已经不再就绪链表里面了，那么就检查不到就绪事件(虽然此时有连接等待接受)，从前面的文章《linux网络编程 - epoll内核实现代码分析》可以看到，如果有新的连接，那么会调用sock_def_readable，sock_def_readable一级级调用下去就会检查epitem是否在就绪链表里面，如果不在，那么就会添加到就绪链表并唤醒阻塞线程，

        ep_poll_callback添加就绪链表唤醒阻塞线程代码如下：

        函数调用栈如下：