linux 手册翻译 - epoll_wait(2)
epoll_wait, epoll_pwait, epoll_pwait2 - 在epoll fd上等待I/O事件
#include <sys/epoll.h>
int epoll_wait (int epfd , struct epoll_event * events,
int maxevents,int timeout);
int epoll_pwait(int epfd, struct epoll_event*events,
int maxevents,int timeout,const sigset_t*sigmask);
int epoll_pwait2(int epfd, struct epoll_event*events,
int maxevents,const struct timespec*timeout,const sigset_t*sigmask
events指向了事件缓冲区,每当interest list中fd触发事件加入到ready list后,会将其返回到事件缓冲区中。最大返回maxevents个,因此maxevents至少大于0。返回的event顺序写入缓冲区。timeout参数指定epoll_wait将阻塞的毫秒数。
epoll_wait()将会一直阻塞直到:fd产生事件 / 被信号处理函数打断 / 超时。
时间测量将使用CLOCK_MONOTONIC(系统启动后到现在的时间,记录的是tick的总次数)时钟,超时时间将向上舍入到系统时钟粒度,内核调度延迟可能让阻塞时间稍微超出。指定为-1时将无限期阻塞,指定为0时若没有可用事件则立即返回。
返回的epoll_event中,data字段与使用event_ctl(2)(EPOLL_CTL_ADD,EPOLL_CTL_MOD)传入的data一致。(所以一般来说用fd足矣),而events字段是此fd触发的事件。
epoll_pwait( )
与epoll_wait自比,后者允许应用程序安全的等待(在调用epoll_wait(),设置自定义的信号掩码,并在epoll_wait()结束后恢复),直到文件描述等就绪或信号被捕获。
ready = epoll_pwait(epfd, &events, maxevents, timeout, &sigmask);
等价于:
sigset_t origmask;
pthread_sigmask(SIG_SETMASK, &sigmask, &origmask);
ready = epoll_wait(epfd, &events, maxevents, timeout);
pthread_sigmask(SIG_SETMASK, &origmask, NULL);
sigmask指定为NULL时,epoll _pwait与epoll_wait相同。epoll_pwait2与epoll_pwait除timeout参数外完全相同,它指定timespec结构来执行纳秒级的等待。设为NULL时将一直等。
错误将返回-1,并设定errno;
超时将返回0;
成功将返回触发I0事件的fd个数。
EBADF
epfd 不是有效的文件描述符。EFAULT
事件指向的内存区域不能通过写权限访问。EINTR
在事件发生或超时之前,调用被信号处理程序中断; 见信号(7)。EINVAL
epfd 不是 epoll 文件描述符,或者 maxevents 小于或等于 0。
epoll_wait() 在 2.6 版中被添加到内核中。 从版本 2.3.2 开始,glibc 中提供了库支持。
epoll_pwait() 在内核 2.6.19 中被添加到 Linux。 从版本 2.6 开始,glibc 中提供了库支持。
epoll_pwait2() 在内核 5.11 中被添加到 Linux。
epoll_wait(), epoll_pwait(), and epoll_pwait2() are Linux-specific.
虽然一个线程在调用 epoll_wait() 时被阻塞,但另一个线程可能会向等待的 epoll 实例添加文件描述符。 如果新的文件描述符准备好,它将导致 epoll_wait() 调用解除阻塞。
如果在调用 epoll_wait() 时有超过 maxevents 个文件描述符准备就绪,那么连续的 epoll_wait() 调用将循环遍历准备好的文件描述符集。 此行为有助于避免饥饿情况,即进程未能注意到其他文件描述符已准备就绪,因为它专注于一组已知已准备就绪的文件描述符。循环遍历的意义就在于避免只访问固定位置的事件。
请注意,可以在 interest-list 当前为空的 epoll 实例上调用 epoll_wait() (或者其interest-list因为文件描述符被关闭或从另一个线程中的兴趣中删除而变为空)。 该调用将阻塞,直到在另一个线程中将某个文件描述符添加到interest-list并且该文件描述符准备就绪。
C library/kernel differences
原始的 epoll_pwait() 和 epoll_pwait2() 系统调用有第六个参数 size_t sigsetsize,它指定了 sigmask 参数的字节大小。 glibc epoll_pwait() 包装函数将此参数指定为固定值(等于 sizeof(sigset_t))。
在 2.6.37 之前的内核中,大于大约 LONG_MAX / HZ 毫秒的超时值被视为 -1(即无穷大)。 因此,例如,在 sizeof(long) 为 4 且内核 HZ 值为 1000 的系统上,这意味着大于 35.79 分钟的超时被视为无穷大
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epoll简介及触发模式(accept、read、send)-epoll的简单介绍 epoll在LT和ET模式下的读写方式 一、epoll的接口非常简单,一共就三个函数:1. int epoll_create(int size);创建一个epoll的句柄,size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大。这个参数不同于select中的第一个参数,给出最大监听的fd+1的值。需要注意的是,当创建好epoll句柄后,它就是会占用一个fd值,在linux下如果查看/proc/进程id/fd/,是能够看到这个fd的,所以在使用完epoll后,必须调用close关闭,否则可能导致fd被耗尽。2. int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);epoll的事件注册函数,它不同与select是在监听事件时告诉内核要监听什么类型的事件,而是在这里先注册要监听的事件类型。第一个参数是epoll_create的返回值,第二个参数表示动作,用三个宏来表示:EPOLL_CTL_ADD:注册新的fd到epfd中;EPOLL_CTL_MOD:修改已经注册的fd的监听事件;EPOLL_CTL_DEL:从epfd中删除一个fd;第三个参数是需要监听的fd,第四个参数是告诉内核需要监听什么事,struct epoll_event结构如下:struct epoll_event { __uint32_t events; /* Epoll events */ epoll_data_t data; /* User data variable */};events可以是以下几个宏的集合:EPOLLIN :表示对应的文件描述符可以读(包括对端SOCKET正常关闭); EPOLLIN事件:EPOLLIN事件则只有当对端有数据写入时才会触发,所以触发一次后需要不断读取所有数据直到读完EAGAIN为止。否则剩下的数据只有在下次对端有写入时才能一起取出来了。现在明白为什么说epoll必须要求异步socket了吧?如果同步socket,而且要求读完所有数据,那么最终就会在堵死在阻塞里。 EPOLLOUT:表示对应的文件描述符可以写; EPOLLOUT事件:EPOLLOUT事件只有在连接时触发一次,表示可写,其他时候想要触发,那要先准备好下面条件:1.某次write,写满了发送缓冲区,返回错误码为EAGAIN。2.对端读取了一些数据,又重新可写了,此时会触发EPOLLOUT。简单地说:EPOLLOUT事件只有在不可写到可写的转变时刻,才会触发一次,所以叫边缘触发,这叫法没错的!其实,如果真的想强制触发一次,也是有办法的,直接调用epoll_ctl重新设置一下event就可以了,event跟原来的设置一模一样都行(但必须包含EPOLLOUT),关键是重新设置,就会马上触发一次EPOLLOUT事件。1. 缓冲区由满变空.2.同时注册EPOLLIN | EPOLLOUT事件,也会触发一次EPOLLOUT事件这个两个也会触发EPOLLOUT事件 EPOLLPRI:表示对应的文件描述符有紧急的数据可读(这里应该表示有带外数据到来);EPOLLERR:表示对应的文件描述符发生错误;EPOLLHUP:表示对应的文件描述符被挂断;EPOLLET: 将EPOLL设为边缘触发(Edge Triggered)模式,这是相对于水平触发(Level Triggered)来说的。EPOLLONESHOT:只监听一次事件,当监听完这次事件之后,如果还需要继续监听这个socket的话,需要再次把这个socket加入到EPOLL队列里3. int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);等待事件的产生,类似于select调用。参数events用来从内核得到事件的集合,maxevents告之内核这个events有多大,这个maxevents的值不能大于创建epoll_create时的size,参数timeout是超时时间(毫秒,0会立即返回,-1将不确定,也有说法说是永久阻塞)。该函数返回需要处理的事件数目,如返回0表示已超时。-------------------------------------------------------------------------------------------- 从man手册中,得到ET和LT的具体描述如下EPOLL事件有两种模型:Edge Triggered (ET)Level Triggered (LT)假如有这样一个例子:1. 我们已经把一个用来从管道中读取数据的文件句柄(RFD)添加到epoll描述符2. 这个时候从管道的另一端被写入了2KB的数据3. 调用epoll_wait(2),并且它会返回RFD,说明它已经准备好读取操作4. 然后我们读取了1KB的数据5. 调用epoll_wait(2)......Edge Triggered 工作模式:如果我们在第1步将RFD添加到epoll描述符的时候使用了EPOLLET标志,那么在第5步调用epoll_wait(2)之后将有可能会挂起,因为剩余的数据还存在于文件的输入缓冲区内,而且数据发出端还在等待一个针对已经发出数据的反馈信息。只有在监视的文件句柄上发生了某个事件的时候 ET 工作模式才会汇报事件。因此在第5步的时候,调用者可能会放弃等待仍在存在于文件输入缓冲区内的剩余数据。在上面的例子中,会有一个事件产生在RFD句柄上,因为在第2步执行了一个写操作,然后,事件将会在第3步被销毁。因为第4步的读取操作没有读空文件输入缓冲区内的数据,因此我们在第5步调用 epoll_wait(2)完成后,是否挂起是不确定的。epoll工作在ET模式的时候,必须使用非阻塞套接口,以避免由于一个文件句柄的阻塞读/阻塞写操作把处理多个文件描述符的任务饿死。最好以下面的方式调用ET模式的epoll接口,在后面会介绍避免可能的缺陷。 i 基于非阻塞文件句柄 ii 只有当read(2)或者write(2)返回EAGAIN时才需要挂起,等待。但这并不是说每次read时都需要循环读,直到读到产生一个EAGAIN才认为此次事件处理完成,当read返回的读到的数据长度小于请求的数据长度时,就可以确定此时缓冲中已没有数据了,也就可以认为此事读事件已处理完成。Level Triggered 工作模式相反的,以LT方式调用epoll接口的时候,它就相当于一个速度比较快的poll(2),并且无论后面的数据是否被使用,因此他们具有同样的职能。因为即使使用ET模式的epoll,在收到多个chunk的数据的时候仍然会产生多个事件。调用者可以设定EPOLLONESHOT标志,在 epoll_wait(2)收到事件后epoll会与事件关联的文件句柄从epoll描述符中禁止掉。因此当EPOLLONESHOT设定后,使用带有 EPOLL_CTL_MOD标志的epoll_ctl(2)处理文件句柄就成为调用者必须作的事情。然后详细解释ET, LT:LT(level triggered)是缺省的工作方式,并且同时支持block和no-block socket.在这种做法中,内核告诉你一个文件描述符是否就绪了,然后你可以对这个就绪的fd进行IO操作。如果你不作任何操作,内核还是会继续通知你的,所以,这种模式编程出错误可能性要小一点。传统的select/poll都是这种模型的代表.ET(edge-triggered)是高速工作方式,只支持no-block socket。在这种模式下,当描述符从未就绪变为就绪时,内核通过epoll告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪,并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知,直到你做了某些操作导致那个文件描述符不再为就绪状态了(比如,你在发送,接收或者接收请求,或者发送接收的数据少于一定量时导致了一个EWOULDBLOCK 错误)。但是请注意,如果一直不对这个fd作IO操作(从而导致它再次变成未就绪),内核不会发送更多的通知(only once),不过在TCP协议中,ET模式的加速效用仍需要更多的benchmark确认(这句话不理解)。在许多测试中我们会看到如果没有大量的idle -connection或者dead-connection,epoll的效率并不会比select/poll高很多,但是当我们遇到大量的idle- connection(例如WAN环境中存在大量的慢速连接),就会发现epoll的效率大大高于select/poll。(未测试)另外,当使用epoll的ET模型来工作时,当产生了一个EPOLLIN事件后,读数据的时候需要考虑的是当recv返回的大小如果等于请求的大小,那么很有可能是缓冲区还有数据未读完,也意味着该次事件还没有处理完,所以还需要再次读取: 这里只是说明思路(参考《UNIX网络编程》) while(rs) {buflen = recv(activeevents[i].data.fd, buf, sizeof(buf), 0);if(buflen < 0){// 由于是非阻塞的模式,所以当errno为EAGAIN时,表示当前缓冲区已无数据可读// 在这里就当作是该次事件已处理处.if(errno == EAGAIN)break; else return; }else if(buflen == 0) { // 这里表示对端的socket已正常关闭. } if(buflen == sizeof(buf) rs = 1; // 需要再次读取 else rs = 0; } 还有,假如发送端流量大于接收端的流量(意思是epoll所在的程序读比转发的socket要快),由于是非阻塞的socket,那么send函数虽然返回,但实际缓冲区的数据并未真正发给接收端,这样不断的读和发,当缓冲区满后会产生EAGAIN错误(参考man send),同时,不理会这次请求发送的数据.所以,需要封装socket_send的函数用来处理这种情况,该函数会尽量将数据写完再返回,返回-1表示出错。在socket_send内部,当写缓冲已满(send返回-1,且errno为EAGAIN),那么会等待后再重试.这种方式并不很完美,在理论上可能会长时间的阻塞在socket_send内部,但暂没有更好的办法. ssize_t socket_send(int sockfd, const char* buffer, size_t buflen) { ssize_t tmp; size_t total = buflen; const char *p = buffer; while(1) { tmp = send(sockfd, p, total, 0); if(tmp < 0) { // 当send收到信号时,可以继续写,但这里返回-1. if(errno == EINTR) return -1; // 当socket是非阻塞时,如返回此错误,表示写缓冲队列已满, // 在这里做延时后再重试. if(errno == EAGAIN) { usleep(1000); continue; } return -1; } if((size_t)tmp == total) return buflen; total -= tmp; p += tmp; } return tmp; } 二、epoll在LT和ET模式下的读写方式 在一个非阻塞的socket上调用read/write函数, 返回EAGAIN或者EWOULDBLOCK(注: EAGAIN就是EWOULDBLOCK) 从字面上看, 意思是: * EAGAIN: 再试一次 * EWOULDBLOCK: 如果这是一个阻塞socket, 操作将被block * perror输出: Resource temporarily unavailable 总结: 这个错误表示资源暂时不够, 可能read时, 读缓冲区没有数据, 或者, write时,写缓冲区满了 。 遇到这种情况, 如果是阻塞socket, read/write就要阻塞掉。 而如果是非阻塞socket, read/write立即返回-1, 同 时errno设置为EAGAIN. 所以, 对于阻塞socket, read/write返回-1代表网络出错了. 但对于非阻塞socket, read/write返回-1不一定网络真的出错了. 可能是Resource temporarily unavailable. 这时你应该再试, 直到Resource available. 综上, 对于non-blocking的socket, 正确的读写操作为: 读: 忽略掉errno = EAGAIN的错误, 下次继续读 写: 忽略掉errno = EAGAIN的错误, 下次继续写 对于select和epoll的LT模式, 这种读写方式是没有问题的. 但对于epoll的ET模式, 这种方式还有漏洞. epoll的两种模式 LT 和 ET
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紧急模式问题处理 - 图 1 紧急模式 根本原因分析 应急模式提供了尽可能小的环境,即使无法进入应急模式,也可以在其中修复系统。在应急模式下,系统只安装根文件系统供读取,不尝试安装任何其他本地文件系统,不激活网络接口,只启动一些基本服务。 进入应急模式的原因通常是 /etc/fstab 文件中存在错误,导致文件系统挂载失败。 文件系统中存在错误,导致。 约束和限制 本节适用于 Linux 操作系统紧急模式。程序涉及修复文件系统。修复文件系统有丢失数据的风险,因此请先备份数据,然后再执行修复操作。 处理方法 输入根密码,然后进入修复模式。 在应急模式下,根分区以只读模式挂载。要修改根目录中的文件,需要执行以下命令以读写模式重新挂载根分区。# mount -o rw,remount / 请执行以下命令首先检查 fstab 文件是否有误,然后尝试挂载所有未挂载的文件系统。# mount -a 如果挂载点不存在,请创建一个挂载点。 如果不存在此类设备,请注释或删除挂载行。 如果指定了不正确的挂载选项,请将挂载参数更改为正确的参数。 如果没有发生错误,但出现 UNEXPECTED INCONSISTENCY;RUN fsck MANUALLY 消息(通常是由文件系统错误引起的),请跳至第 7 步。 执行以下命令打开 /etc/fstab 以修改相应的错误。# vi /etc/fstab /etc/fstab 文件包含以下字段,以空格分隔:[文件系统] [dir] [type] [options] [dump] [fsck] 表 1 /etc/fstab 参数 说明 参数 说明 [文件系统] 要挂载的分区或存储设备。 文件系统]列建议以 UUID 的形式写入。执行 blkid 命令可查询设备文件系统 UUID。 参考格式如下: # <device> <dir> <type> <options> <dump> <fsck>; UUID=b411dc99-f0a0-4c87-9e05-184977be8539 /home ext4 defaults 0 2 使用 UUID 的好处是,它们与磁盘顺序无关。如果你在 BIOS 中更改了存储设备的顺序,或重新插入了存储设备,或者因为某些 BIOS 可能会随机更改存储设备的顺序,那么使用 UUID 会更有效率。 [文件系统] 文件系统]的挂载位置。 类型 挂载设备或分区的文件系统类型,支持多种不同的文件系统:ext2、ext3、ext4、reiserfs、xfs、jfs、smbfs、iso9660、vfat、ntfs、swap 和 auto。 设置为自动类型后,挂载命令会猜测所使用的文件系统类型,这对 CDROM 和 DVD 等移动设备非常有用。 选项 挂载时要使用的参数,有些参数是特定文件系统特有的。例如,默认值参数使用文件系统的默认挂载参数,ext4 的默认参数为:rw、suid、dev、exec、auto、nouser、async。 有关更多参数,请执行以下命令查看 man 手册:# man mount
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