SylixOS 之epoll异常分析

Posted 2020-10-07

1. SylixOS epoll介绍

    SylixOS为了兼容Linux的epoll，创建了epoll的兼容子系统，并支持了epoll的部分功能。SylixOS epoll兼容子系统是由select子系统模拟出来的，所以效率没有select高。

2. epoll异常分析

2.1epoll异常场景

    在使用线程A创建AF_UNIX匿名套接字发送数据；线程B把套接字加入epoll监听，且设置属性为一次有效；线程C等待epoll事件产生，并读取套接字中的数据。如程序清单 2-1所示。

                                       程序清单 2-1

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/epoll.h>
#define READSIZE           7
int     iEfd            =  0;
int     iFd[2]          = {0};

void *send_data (void *arg)
{
    int iRet   =   0;
    /*
     * 使用socketpair函数创造一对未命名的、相互连接的UNIX域套接字
     * 并且的在一端不断的发送数据
     */
    iRet = socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, iFd);
    if (iRet < 0) {
    perror("socketpair");
    return NULL;
    }
    for (;;) {
        write(iFd[0], "SylixOS", READSIZE);
        sleep(1);
    }
}

void *test_ctl(void *arg)
{
    struct epoll_event    event;
    int                   iRet  = 0;
    while (1) {
    / *
      * 把套接字加入epoll监听，且设置监听属性为一次有效
      */
        event.events  = 0;
        event.events  = EPOLLIN | EPOLLONESHOT;
        event.data.fd  = iFd[1];
        iRet = epoll_ctl(iEfd, EPOLL_CTL_MOD, iFd[1], &event);
        if (iRet == 0) {
            printf("test_ctl ctl ok\n");
        }
    sleep(1);
   }
}

void *test_wait(void *arg)
{
    struct epoll_event event;
    int                iRet            = 0;
    char               cBuf[READSIZE] = {0};
    while (1) {
    / *
      * 使用epoll等待事件，并读取数据。读取结束后等待下一次事件产生
      */ 
    iRet = epoll_wait(iEfd, &event, 1, -1);
    if (iRet == 1) {
        printf("test_wait event.data.fd is %d event.events is %x\n",
        event.data.fd,event.events);
        read(iFd[1], cBuf, READSIZE);
    }
    sleep(1);
    }
}
int main(int argc, char **argv)
{
    pthread_t             send_tid,
                          wait_tid,
                          ctl_tid;
    int                   iRet     = 0;
    struct epoll_event    event;
    /*
     *  创建一个 epoll 文件描述符
     */
    iEfd = epoll_create(10);
    if (0 == iEfd) {
        perror("epoll create");
        return (-1);
    }
    iRet = pthread_create(&send_tid, NULL, &send_data, NULL);
    if (iRet != 0) {
        fprintf(stderr, "pthread create failed.\n");
        return (-1);
    }
    sleep(1);
    / *
      * 把套接字加入epoll监听，且设置为一次有效
      */
    event.events  = EPOLLIN | EPOLLONESHOT;
    event.data.fd = iFd[1];
    iRet = epoll_ctl(iEfd, EPOLL_CTL_ADD, iFd[1], &event);
    if (iRet != 0) {
        perror("epoll_ctl");
        return (-1);
    }
    iRet = pthread_create(&wait_tid, NULL, &test_wait, NULL);
    if (iRet != 0) {
        perror("pthread create");
        return (-1);
    }
    iRet = pthread_create(&ctl_tid, NULL, &test_ctl, NULL);
    if (iRet != 0) {
        perror("pthread create");
        return (-1);
    }
    pthread_join(send_tid, NULL);
    pthread_join(wait_tid, NULL);
    pthread_join(ctl_tid, NULL);
    return (0);
}

    该程序运行时，运行结果如图 2-1所示。

 

图 2-1 运行结果

    此时线程test_wait阻塞等待事件产生，根据程序清单 2-1所示，send_data线程一直在写入数据，同时test_ctl线程也在把事件加入epoll中监听。

2.2epoll异常分析

    SylixOS epoll兼容子系统是由select子系统模拟出来的，分析epoll_wait源码。epoll_wait代码框架如图 2-2所示。

 

图 2-2 epoll_wait流程

    根据epoll_wait实现流程可以发现，如果在epoll_ctl设置事件属性为一次有效，在epoll_wait后事件属性置空。如果此刻epoll_wait在下次epoll_ctl操作之前使用，那么epoll_wait中监听的文件描述符集合即为空（因为事件属性为空），所以select一直处于监听，且没有事件产生。

3. epoll异常总结

    把程序清单 2-1中设置保证epoll_wait在epoll_ctl之后运行，运行结果如图 3-1所示。

 

图 3-1 运行结果

    在SylixOS上使用epoll功能需要注意要保证epoll_wait在epoll_ctl设置之后使用，这样保证epoll_wait监听的文件描述符集合不为空。