# Epoll高并发服务器

**Repository Path**: JiangRRRen/EpollHighConcurrencyServer

## Basic Information

- **Project Name**: Epoll高并发服务器
- **Description**: 基于epoll机制的高并发服务器，开发用于传感器网络交互数据，也可用作其他用途
- **Primary Language**: C
- **License**: AFL-3.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 5
- **Forks**: 3
- **Created**: 2019-07-29
- **Last Updated**: 2023-10-26

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# Epoll高并发服务器

## 项目简介

基于Linux下的Epoll机制，设计的一种适用于高并发场景下的服务器。该服务器目前用于电力系统传感器网络交换数据，经过修改后可适用于其他场景。

## 功能特性

- 利用Epoll机制提高监视文件描述符限制，避免Select中大量复制的句柄数据结构，产生巨大开销。监听时不需要遍历所有文件描述符，提高程序执行效率
- 设计了Free，Poll，RW三个链表，用于管理服务器内存开支，能有效避免服务器上内存的频繁开辟和浪费

## 环境依赖

本项目是基于Centos7环境下开发，使用MySQL数据库5.6版本

## 部署步骤

项目源码分为服务器部分和客户端测试部分。

使用时需要先打开MyServer.h头文件修改所连数据库的信息，如果有必要还需要修改所有结构体，以适应数据库。

如果做测试用，可以使用本人的测试数据库，里面包含了电力系统监控的一些测试数据。

配属完毕后，使用Makefile生成可执行文件，之后在Linux系统下执行即可。下图为服务器成功启动后的结果：

![]( http://pub694cho.bkt.clouddn.com/20190729095314.png)

服务器启动后可以使用本人提供的测试程序client2进行测试，客户端测试程序启动后，客户端显示如下，成功获取数据库存储的最新一条传感器数据，并打印出房间ID。

![]( http://pub694cho.bkt.clouddn.com/20190729095652.png)

服务器界面如图：

![]( http://pub694cho.bkt.clouddn.com/20190729095755.png)

MySQL数据库，查到了数据

![]( http://pub694cho.bkt.clouddn.com/20190729103546.png)

## 原理结构描述

![]( http://pub694cho.bkt.clouddn.com/20190729100110.png)

Server程序导图如上图所示，其核心作用原理是3类线程+3条链表。3类线程完成不同的工作，3条链表用于管理内存和进程间通信。

### 3条链表

服务器用采用了3条链表来管理内存和进程间通信。

- Free链表

  在主线程中开辟空间，作为内存管理的基本要素，链表中的节点表示空余内存，可供后面的操作取用。

- Poll链表

  与客户端建立连接后，从Free链表中取一个节点，向其添加信息，作为一个**令牌**，将这个令牌放入Poll链表，起到进程间通信的作用。

- RW链表

  从Poll链表取出令牌放入RW链表，读出命令要求，进行操作，操作完后放回Poll链表或者清空回收到Free链表。

### 3类线程

整个服务器的线程分为三种：主线程(1条)，交互子线程(1条)，读写子线程(4条)

- 主线程的主要工作分为两部分：初始化信息（包括内存，socket，子线程等等）和监听客户连接。
- 交互子线程负责客户端和服务器的沟通（主线程监听到客户端的请求后建立连接，交互子线程负责维护管理这个连接），与客户端的读写操作都在交互子线程中完成。
- 读写子线程负责数据库的读写，使用阻塞的方式，不断去查询RW链表中是否有待处理的令牌，如果有就处理，如果没有就一直询问。

### 工作流程

工作流程分为两种：有数据返回和无数据返回

假设现在主线程已初始化完毕。

主线程：客户端1向服务器发送链接请求-->触发ListenEpoll->客户端接收并创建socket句柄-->主线程从Free链表取一个令牌将客户端链接信息写入，然后放入poll链表-->向ClientEpoll注册一个事件

交互子线程：客户端1连接完毕后发送请求-->触发ClientEpoll-->交互子线程从poll链表取出令牌，读取连接管道信息-->根据socket信息从客户端读取或发送数据-->将收到的数据写在poll令牌中放入RW链表

读写子线程: 阻塞的方式一直查询RW链表-->从RW链表中读到新令牌->根据要求操作数据库

此时客户端需求是向数据库写命令（无数据返回）则读写子线程操作完毕后清空令牌，回收到Free链表；如果是从数据库读数据（有数据返回），操作完后将令牌送到Poll链表中(交互子线程负责根据Poll链表的令牌向客户端通信)，通过交互子线程将需要返回的数据发送到客户端。