Майкл Джонсон - Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

• Название: Разработка приложений в среде Linux. Второе издание
• Автор: Майкл Джонсон
• Издательство: Вильямс
• Жанр: Программное обеспечение
• Год: 2007
• ISBN: 978-5-8459-1143-8

Книга известных профессионалов в области разработки коммерческих приложений в Linux представляет собой отличный справочник для широкого круга программистов в Linux, а также тех разработчиков на языке С, которые перешли в среду Linux из других операционных систем. Подробно рассматриваются концепции, лежащие в основе процесса создания системных приложений, а также разнообразные доступные инструменты и библиотеки. Среди рассматриваемых в книге вопросов можно выделить анализ особенностей применения лицензий GNU, использование свободно распространяемых компиляторов и библиотек, системное программирование для Linux, а также написание и отладка собственных переносимых библиотек. Изобилие хорошо документированных примеров кода помогает лучше усвоить особенности программирования в Linux.

Книга рассчитана на разработчиков разной квалификации, а также может быть полезна для студентов и преподавателей соответствующих специальностей.

---

Интерфейс epoll предлагает еще одну возможность, которую невозможно сравнить с poll() или select(). Поскольку дескриптор epoll в действительности является файловым дескриптором (вот почему его можно передавать close()), имеется возможность контролировать дескриптор epoll как часть еще одного дескриптора epoll либо через poll() или select(). Дескриптор epoll будет готов к чтению из любого места, а вызов epoll_wait() вернет события.

В окончательном решении проблемы мультиплексирования каналов, предложенном в данном разделе, используется epoll. Оно очень похоже на другие примеры, вот только определенная часть кода инициализации перемещена в новую функцию addEvent() для предотвращения нежелательного удлинения программы.

 1: /* mpx-epoll.c */

 2:

 3: #include <fcntl.h>

 4: #include <stdio.h>

 5: #include <stdlib.h>

 6: #include <sys/epoll.h>

 7: #include <unistd.h>

 8:

 9: #include <sys/poll.h>

10:

11: void addEvent(int epfd, char * filename) {

12:  int fd;

13:  struct epoll_event event;

14:

15:  if ((fd = open (filename, O_RDONLY | O_NONBLOCK)) < 0) {

16:   perror("open");

17:   exit(1);

18:  }

19:

20:  event.events = EPOLLIN;

21:  event.data.fd = fd;

22:

23:  if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event)) {

24:   perror("epoll_ctl(ADD)");

25:   exit(1);

26:  }

27: }

28:

29: int main(void) {

30:  char buf[4096];

31:  int i, rc;

32:  int epfd;

33:  struct epoll_event events[2];

34:  int num;

35:  int numFds;

36:

37:  epfd = epoll_create(2);

38:  if (epfd < 0) {

39:   perror("epoll_create");

40:   return 1;

41:  }

42:

43:  /* открыть оба канала и добавить их в набор epoll */

44:  addEvent(epfd, "p1");

45:  addEvent(epfd, "p2");

46:

47:  /* продолжать, пока есть один или более файловых дескрипторов

48:     для слежения */

49:  numFds = 2;

50:  while (numFds) {

51:   if ((num = epoll_wait(epfd, events,

52:    sizeof(events) / sizeof(* events),

53:    -1)) <= 0) {

54:   perror("epoll_wait");

55:   return 1;

56:  }

57:

58:  for (i = 0; i < num; i++) {

59:   /* events[i].data.fd готов для чтения */

60:

61:   rc = read(events[i].data.fd, buf, sizeof(buf) - 1);

62:   if (rc < 0) {

63:    perror("read");

64:    return 1;

65:   } else if (!rc) {

66:    /* этот канал закрыт, не пытаться

67:       читать из него снова */

68:    if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL,

69:     events[i].data.fd, &events[i])) {

70:     perror("epoll_ctl (DEL)");

71:     return 1;

72:    }

73:

74:    close(events[i].data.fd);

75:

76:    numFds--;

77:   } else {

78:    buf[rc] = '\0';

79:    printf("чтение: %s", buf);

80:

81:   }

82:  }

83:

84:  close(epfd);

85:

86:  return 0;

87: }

13.1.6 Сравнение poll() и epoll

Методы poll() и epoll существенно отличаются; poll() хорошо стандартизован, но плохо масштабируется, в то время как epoll существует только в Linux, но очень хорошо масштабируется. Приложения, наблюдающие за небольшим количеством файловых дескрипторов и переносимости величин, должны использовать poll(), но любому приложению, которому необходимо контролировать большое количество дескрипторов, лучше применять epoll, даже если ему нужно поддерживать poll() для других платформ.

Отличия в производительности двух методов поразительны. Чтобы продемонстрировать, насколько лучше масштабируется epoll, в коде poll-vs-epoll.с измеряется количество системных вызовов poll() и epoll_wait(), которые можно создать за одну секунду для наборов файловых дескрипторов разных размеров (количество файловых дескрипторов для помещения в набор задается в командной строке). Каждый файловый дескриптор ссылается на считывающую часть канала, и они создаются с помощью dup2().

В табл. 13.1 суммируются результаты запуска poll-vs-epoll.с для установленных размеров диапазоном от одного до 100 000 файловых дескрипторов[82]. В то время как количество системных вызовов в секунду резко падает для poll(), оно остается почти постоянным для epoll[83]. Как поясняет эта таблица, epoll добавляет в систему намного меньше нагрузки, чем poll(), и в результате гораздо лучше масштабируется.

Таблица 13.1. Результаты сравнения poll() и epoll()

Файловые дескрипторы poll() epoll() 1 310063 714848 10 140842 726108 100 25866 726659 1000 3343 729072 5000 612 718424 10000 300 730483 25000 108 717097 50000 38 729746 100000 18 712301

  1: /* poll-vs-epoll.с */

  2:

  3: #include <errno.h>

  4: #include <fcntl.h>

  5: #include <stdio.h>

  6: #include <sys/epoll.h>

  7: #include <sys/poll.h>

  8: #include <sys/signal.h>

  9: #include <unistd.h>

 10: #include <sys/resource.h>

 11: #include <string.h>

 12: #include <stdlib.h>

 13:

 14: #include <sys/select.h>

 15:

 16: int gotAlarm;

 17:

 18: void catch(int sig) {

 19:  gotAlarm = 1;

 20: }

 21:

 22: #define OFFSET 10

 23:

 24: int main(int argc, const char ** argv) {

 25:  int pipeFds[2];

 26:  int count;

 27:  int numFds;

 28:  struct pollfd * pollFds;

 29:  struct epoll_event event;

 30:  int epfd;

 31:  int i;

 32:  struct rlimit lim;

 33:  char * end;

 34:

 35:  if (!argv[1]) {

 36:   fprintf(stderr, "ожидалось число\n");

 37:   return 1;

 38:  }

 39:

 40:  numFds = strtol(argv[1], &end, 0);

 41:  if (*end) {

 42:   fprintf(stderr, "ожидалось число\n");

 43:   return 1;

 44:  }

 45:

 46:  printf("Запуск теста для %d файловых дескрипторов.\n", numFds);

 47:

 48:  lim.rlim_cur = numFds + OFFSET;

 49:  lim.rlim_max = numFds + OFFSET;

 50:  if (setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &lim)) {

 51:   perror("setrlimit");

 52:   exit(1);

 53:  }

 54:

 55:  pipe(pipeFds);

 56:

 57:  pollFds = malloc(sizeof (*pollFds) * numFds);

 58:

 59:  epfd = epoll_create(numFds);

 60:  event.events = EPOLLIN;

 61:

 62:  for (i = OFFSET; i < OFFSET + numFds; i++) {

 63:   if (dup2(pipeFds[0], i) != i) {

 64:    printf("сбой в %d: %s\n", i, strerror(errno));

 65:    exit(1);

 66:   }

 67:

 68:   pollFds[i - OFFSET].fd = i;

 69:   pollFds[i - OFFSET].events = POLLIN;

 70:

 71:   event.data.fd = i;

 72:   epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, i, &event);

 73:  }

 74:

 75:  /* с помощью signal выяснить, когда время истекло */

 76:  signal(SIGALRM, catch);

 77:

 78:  count = 0;

 79:  gotAlarm = 0;

 80:  alarm(1);

 81:  while (!gotAlarm) {

 82:   poll(pollFds, numFds, 0);

 83:   count++;

 84:  }

 85:

 86:  printf("Вызовов poll() в секунду: %d\n", count);

 87:

 88:  alarm(1);