事件触发模式 LT ET ？EPOLLIN EPOLLOUT 各种情况总结。【面试复盘】【学习笔记】

麻了，对 epoll 的触发机制理解不深刻…面试又被拷打了…

下面总结一下各种情况，并不涉及底层原理，底层原理看这里。

文章结构可以看左下角目录、

有什么理解的不对的，请大佬们指点。

先说结论，下面再验证：

  • LT（水平触发）：

    • EPOLLIN 触发条件：
         读缓冲区有数据就一直触发（即epoll_wait时能检测到），没有就不触发。

    • EPOLLOUT 触发条件：
          写缓冲区有空间可写，则一直触发。

     

  • ET（边缘触发）

    • EPOLLIN 触发条件：
          1. 当读 buff 从 空 -> 不空 时，触发；
          2. 当有新数据到达时，即读 buff 数据由 少 -> 多 时，触发；
          3. 当读 buff 有数据可读时，我们不处理，但是对相应fd进行epoll_mod IN事件时，触发。

    • EPOLLOUT 触发条件：
          1. 当写 buff 从 满 -> 不满 时，触发；
          2. 当有数据被送走时，即写 buff 数据由 多 -> 少 时，触发；
          3. 当写 buff 有数据，但是我们没处理（没发送出去），但是对相应fd进行epoll_mod OUT事件时，触发。

可以简单总结就是：
LT模式： 读buff有数据 / 写buff有空间，就触发；
ET模式： 读buff有数据，且数据减少 或 MOD时 / 写 buff 空间增加或MOD时，才触发。

验证：

下面将从几方面验证上面的结论：

LT模式
   检测EPOLLIN
      不读出数据
      读出数据
   检测EPOLLOUT
      不刷新缓冲区
      刷新缓冲区

ET模式
   检测EPOLLIN（1）
      不读出数据
      读出数据
   检测EPOLLIN（2，用MOD）
      不读出数据
      读出数据
   检测EPOLLOUT（1）
      不刷新缓冲区
      刷新缓冲区
   检测EPOLLOUT（2，用MOD）
      不刷新缓冲区
      刷新缓冲区

LT模式：

第一种：LT模式，检测EPOLLIN，未将数据读出

#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <sys/epoll.h>
using namespace std;

int main()
{
    int epfd = epoll_create(1); //创建epoll实例

    struct epoll_event ev,event[5];

    //设置参数
    ev.data.fd = STDIN_FILENO;  //接受键盘输入
    ev.events = EPOLLIN;    //默认就是LT模式
    epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,STDIN_FILENO,&ev); //监听键盘输入文件描述符

    while(1)
    {
        int nfd = epoll_wait(epfd,event,5,-1);

        for(int i=0;i<nfd;i++)
            if(event[i].data.fd == STDIN_FILENO)
            {
                cout<<"LT 模式下 EPOLLIN，未将数据读出\n";
                sleep(1);
            }
    }

    return 0;
}

结果：
输入test回车后，死循环；
证明socket读缓冲区有数据，则会一直触发EPOLLIN
在这里插入图片描述

第二种：LT模式，测试EPOLLIN，将数据读出

#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <sys/epoll.h>
using namespace std;

int main()
{
    int epfd = epoll_create(1); //创建epoll实例

    struct epoll_event ev,event[5];

    //设置参数
    ev.data.fd = STDIN_FILENO;  //接受键盘输入
    ev.events = EPOLLIN;    //默认就是LT模式
    epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,STDIN_FILENO,&ev); //监听键盘输入文件描述符

    while(1)
    {
        int nfd = epoll_wait(epfd,event,5,-1);

        for(int i=0;i<nfd;i++)
            if(event[i].data.fd == STDIN_FILENO)
            {
                char buff[128];
                read(STDIN_FILENO,buff,sizeof(buff));
                cout<<"LT 模式下 EPOLLIN，读出数据\n";
                sleep(1);
            }
    }

    return 0;
}

结果：
当我们将数据读出来后，EPOLLIN不触发了；
即socket读缓冲区没数据，不触发EPOLLIN。

在这里插入图片描述

第三种：LT模式，测试EPOLLOUT，不刷新缓冲区

#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <sys/epoll.h>
using namespace std;

int main()
{
    int epfd = epoll_create(1); //创建epoll实例

    struct epoll_event ev,event[5];

    //设置参数
    ev.data.fd = STDOUT_FILENO;  //检测输出缓冲区
    ev.events = EPOLLOUT;    //默认就是LT模式
    epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,STDOUT_FILENO,&ev); //监听输出文件描述符

    while(1)
    {
        int nfd = epoll_wait(epfd,event,5,-1);

        for(int i=0;i<nfd;i++)
            if(event[i].data.fd == STDOUT_FILENO)
            {
                /*
                    这里需要清楚一个点，我们检测的是标准输出：
                    用cout，不加\n的话，缓冲区不会刷新，仍然有数据；
                */

               cout<<"LT模式，测试EPOLLOUT，不刷新缓冲区-----";

                // sleep(1);    //这里不能sleep，不然会一直阻塞住...不懂
            }
    }

    return 0;
}

结果：死循环了
非常合理，没有将写缓冲区刷新，写缓冲区有空间可写则一直触发EPOLLOUT，当buffer满的时候，buffer会自动刷清输出，同样会造成epoll_wait返回写就绪。
在这里插入图片描述

第四种：LT模式，测试EPOLLOUT，刷新缓冲区（加一个endl）

cout<<"LT模式，测试EPOLLOUT，不刷新缓冲区-----"<<endl;

结果：
同样死循环
非常合理，刷新缓冲区后，写缓冲区有空间可写，则一直触发。

在这里插入图片描述

——————————————————————————————————————————————————————

ET模式：

第五种：ET模式，测试EPOLLIN；

（1）不将读缓冲区数据读出

#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <sys/epoll.h>
using namespace std;

int main()
{
    int epfd = epoll_create(1); //创建epoll实例
    struct epoll_event ev,event[5];

    //设置参数
    ev.data.fd = STDIN_FILENO;  //检测输入缓冲区
    ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;    //测试ET模式下
    epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,EPOLLIN,&ev); //监听输入文件描述符

    while(1)
    {
        int nfd = epoll_wait(epfd,event,5,-1);

        for(int i=0;i<nfd;i++)
            if(event[i].data.fd == STDIN_FILENO)
            {
                cout<<"ET模式，测试EPOLLIN，不将缓冲区数据读出\n";
                // sleep(1);
            }
    }

    return 0;
}

结果：
输入一个test，输出一下，然后阻塞了，再输入再输出，然后阻塞；

分析流程：
    1. 一开始读缓冲区为空，阻塞；输入test，即将test送入读缓冲区，此时由 空 -> 不空，触发EPOLLIN。（合理，验证上面的结论）
    2. 触发EPOLLIN后，由于我们没对缓冲区处理，此时不会一直触发，即调用epoll_wait被阻塞住了。
    3. 当我们再次输入test时，读缓冲区数据增加，导致fd状态改变，此时也会触发EPOLLOUT，因此epoll_wait返回，再次输出。（合理，验证上面 读缓冲区 增加数据时 也会触发的结论）

在这里插入图片描述

（2）那么如果我们将读缓冲区的数据读出来呢？

for(int i=0;i<nfd;i++)
            if(event[i].data.fd == STDIN_FILENO)
            {
                char buff[128];
                read(STDIN_FILENO,buff,sizeof(buff));
                cout<<"ET模式，测试EPOLLIN，读出读缓冲区数据\n";
                // sleep(1);
            }

结果：
和不读出来是一样的，并不会出现死循环；
说明ET模式下，读缓冲数据 减少 / 非空->空 并不会触发EPOLLIN。
在这里插入图片描述

第六种：ET模式下，测试EPOLLIN，用 EPOLL_MOD 重置

（1）不将 读缓冲区 数据读出：

#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <sys/epoll.h>
using namespace std;

int main()
{
    int epfd = epoll_create(1); //创建epoll实例
    struct epoll_event ev,event[5];

    //设置参数
    ev.data.fd = STDIN_FILENO;  //检测输入缓冲区
    ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;    //测试ET模式下
    epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,STDIN_FILENO,&ev); //监听输入文件描述符

    while(1)
    {
        int nfd = epoll_wait(epfd,event,5,-1);

        for(int i=0;i<nfd;i++)
            if(event[i].data.fd == STDIN_FILENO)
            {
                cout<<"ET模式，测试EPOLLIN，用EPOLL_MOD重置，不读出缓冲区\n";

                ev.data.fd = STDIN_FILENO;  //检测输入缓冲区
                ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;    //测试ET模式下

                epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,STDIN_FILENO,&ev); //重新MOD事件（ADD无效）

                // sleep(1);
            }
    }

    return 0;
}

结果：
出现死循环（非常合理，验证了上面的结论，缓冲区非空，用EPOLL_MOD重置，会触发）

在这里插入图片描述

（2）那如果将读缓冲区数据读出来呢？

for(int i=0;i<nfd;i++)
            if(event[i].data.fd == STDIN_FILENO)
            {
                cout<<"ET模式，测试EPOLLIN，用EPOLL_MOD重置，读出读缓冲区数据\n";
                char buff[128];
                read(STDIN_FILENO,buff,sizeof(buff));
                
                ev.data.fd = STDIN_FILENO;  //检测输入缓冲区
                ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;    //测试ET模式下

                epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,STDIN_FILENO,&ev); //重新MOD事件（ADD无效）

                // sleep(1);
            }

结果：
输入一次test，输出一次，也就是说 当读缓冲区为空，用EPOLL_MOD并不会一直触发。
在这里插入图片描述

第七种：ET模式，测试EPOLLOUT；

（1）不刷新缓冲区

#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <sys/epoll.h>
using namespace std;

int main()
{
    int epfd = epoll_create(1); //创建epoll实例
    struct epoll_event ev,event[5];

    //设置参数
    ev.data.fd = STDOUT_FILENO;  //检测输出缓冲区
    ev.events = EPOLLOUT | EPOLLET;    //测试ET模式下，EPOLLOUT
    epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,STDOUT_FILENO,&ev); //监听输出文件描述符

    while(1)
    {
        int nfd = epoll_wait(epfd,event,5,-1);

        for(int i=0;i<nfd;i++)
            if(event[i].data.fd == STDOUT_FILENO)
            {
                cout<<"ET模式，测试EPOLLOUT，不读出缓冲区";
                // sleep(1);
            }
    }

    return 0;
}

结果：
直接就阻塞了…
分析：第一次EPOLLOUT触发epoll_wait返回，然后我们往写缓冲区写数据，但是我们没刷新，此时缓冲区中有数据，此时当我们再次epoll_wait时，EPOLLOUT不触发，因此阻塞了。（非常合理，ET模式下，事件触发后不处理，下次不再触发）
在这里插入图片描述

（2）刷新缓冲区

cout<<"ET模式，测试EPOLLOUT，刷新缓冲区"<<endl;

结果：
死循环了，非常合理，验证了上面结论，ET模式下，写缓冲区数据由多变少时，会触发。
在这里插入图片描述

第八种：ET模式，测试EPOLLOUT，用EPOLL_MOD重置

（1）不刷新缓冲区

#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <sys/epoll.h>
using namespace std;

int main()
{
    int epfd = epoll_create(1); //创建epoll实例
    struct epoll_event ev,event[5];

    //设置参数
    ev.data.fd = STDOUT_FILENO;  //检测输出缓冲区
    ev.events = EPOLLOUT | EPOLLET;    //测试ET模式下，EPOLLOUT
    epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,STDOUT_FILENO,&ev); //监听输出文件描述符

    while(1)
    {
        int nfd = epoll_wait(epfd,event,5,-1);

        for(int i=0;i<nfd;i++)
            if(event[i].data.fd == STDOUT_FILENO)
            {
                cout<<"ET模式，测试EPOLLOUT，用EPOLL_MOD重置，不刷新写缓冲区";

                ev.data.fd = STDOUT_FILENO;  //检测输入缓冲区
                ev.events = EPOLLOUT | EPOLLET;    //测试ET模式下

                epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,STDOUT_FILENO,&ev); //重新MOD事件（ADD无效）
            }
    }

    return 0;
}

结果：
死循环，非常合理，验证了上面的，写缓冲区可写时，用EPOLL_MOD重置后会触发EPOLLOUT
在这里插入图片描述

（2）刷新缓冲区

cout<<"ET模式，测试EPOLLOUT，用EPOLL_MOD重置，刷新写缓冲区"<<endl;

结果：
同样死循环，非常合理，刷新之后写缓冲区依然可写，EPOLL_MOD重置后，触发EPOLLOUT
在这里插入图片描述

总结

  • LT（水平触发）：

    • EPOLLIN 触发条件：
         读缓冲区有数据就一直触发（即epoll_wait时能检测到），没有就不触发。

    • EPOLLOUT 触发条件：
          写缓冲区有空间可写，则一直触发。

     

  • ET（边缘触发）

    • EPOLLIN 触发条件：
          1. 当读 buff 从 空 -> 不空 时，触发；
          2. 当有新数据到达时，即读 buff 数据由 少 -> 多 时，触发；
          3. 当读 buff 有数据可读时，我们不处理，但是对相应fd进行epoll_mod IN事件时，触发。

    • EPOLLOUT 触发条件：
          1. 当写 buff 从 满 -> 不满 时，触发；
          2. 当有数据被送走时，即写 buff 数据由 多 -> 少 时，触发；
          3. 当写 buff 有数据，但是我们没处理（没发送出去），但是对相应fd进行epoll_mod OUT事件时，触发。

参考文章

彻底学会使用epoll(一)——ET模式实现分析

彻底学会使用epoll（二）——ET的读写操作实例分析

epoll LT/ET 深度剖析

深度剖析linux socket的epollin/epollout是何时触发的

我是一个找暑期实习的鼠鼠，今天是面完美团第二天，团子收了我吧！！！

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