1 Listen() 함수 구현 #

서버 구현을 하기 위해 필연적으로 listen 콜을 해야하지만, 거의 매번 복사해서 넣다보니 그것도 귀찮아서 따로 분리를 해 보았다. 그냥 Listen(포트번호) 콜 해주면 되고 성공시에는 fd 넘버, 실패시에는 음수값의 에러코드를 리턴하도록 작성.

int Listen(const unsigned nport)
{
    struct sockaddr_in server_addr, client_addr;
    int one=1, addrlen = sizeof(struct sockaddr_in);
    int fd_listen;

    if ((fd_listen = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) return -1;

    bzero((char *)&server_addr, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family      = PF_INET;
    server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    server_addr.sin_port        = htons(nport);

    setsockopt(fd_listen, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char *)&one, sizeof(one));

    if((bind(fd_listen, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr))) < 0 ){
        close(fd_listen);
        return -2;
    }

    if(listen(fd_listen, MAX_PENDING) < 0){
        close(fd_listen);
        return -3;
    }

    return fd_listen;
}

2 ?OnEvent() 와 ?OnError()의 구현 #

int OnError(const int fd, const int errcode)
{
    return errcode;
}

int OnEvent(TEpollEvent &event)
{
    int nread, nwrite;
    char buf[1024];

    if( event.events & EPOLLIN ){
        // 나중에 OnRead(); 로 바꿀것이다.
        nread = read(event.data.fd, buf, 1024);

        if( nread < 1) return OnError(event.data.fd, nread);
        else {
            nwrite = write(event.data.fd, buf, nread);
            buf[0] = 0;
        }
    }
    if( event.events & EPOLLOUT){
        // 나중에 OnWrite(); 로 바꿀것이다.
    }
    if( event.events & EPOLLERR) return OnError(event.data.fd, -1);

    return 1;
}

Read 이벤트, 즉 EPOLLIN 이 발생했을때에 데이터를 읽고 바로 또 send(write) 하도록 작성했다. nwrite가 nread 와 같이 않을 경우에 대한 처리 (즉, 전송과정에서의 에러발생)는 여기서는 제외하고 간략하게 작성하였다. 역시 나중에 ?SendBuffering 방식으로 고쳐서, ?OnWrite 에서 flush 하도록 보완되어야 WOULDBLOCK상황에 대해 대비할 수 있다.

Read 과정에서 에러가 발생했을 경우는 대부분 연결이 끊어져서 발생한다. 이 코드에서는 바로 ?OnError 처리를 하도록 했는데, 메인함수에서는 ?OnEvent 에서 1보다 작은값 ( result < 1) 인 경우에 epoll 관심fd에서 삭제하고, 연결을 닫도록(close) 작성하였다.

3 main()의 구현 #

epoll 객체 선언

int main(void)
{
    ....
    TEpoll epoll(MAX_CLIENT);
    TEpollEvent events[MAX_EVENTS];

    .... 

    if(! epoll.is_epoll_init){
        perror("epoll init error\n");
        exit(-1);
    }
    ....

?TEpoll의 인스턴스 epoll 을 생성하였다. MAX_CLIENT는 c10k가 가능하다는 것 때문에 일부러 10,000 으로 정의하였다 ^^; ?TEpollEvent는 단순히 epoll_event의 typedef 이다. 한번에 처리할 이벤트 갯수를 MAX_EVENTS로 정의하였는데 여기서는 200 을 정하였다 (적정한 값인지는 잘 모르겠다).

constructor에서, epoll 초기화 성공여부를 is_epoll_init 변수에 담으므로, 간단히 검사. 물론 epoll 각 함수들도 안전코드들을 구현하기는 했지만 ?TEpoll 이 많이 추상화되어있지 않으므로 역시나 만족스럽지 않은 코드이다.

listen 작업 및 epoll 추가

    ....

    if((fd_listen = Listen(8000)) < 1){
        perror("listen error\n");
        exit(-1);
    }

    epoll.Add(fd_listen);
    .... 

앞서 작성한 Listen 함수를 콜. 8000 번 포트를 listen 하도록 하고, 성공시에 epoll 에 이 fd 를 등록한다 (즉, 연결요청이 들어올경우 epoll 이 감지해 낼 것이다).

main loop 구현

    for(;;){
        n = epoll.Do(events, MAX_EVENTS, 10);
        for(i=0; i<n; ++i){
            if(events[i].data.fd == fd_listen){
                fd_client = accept(fd_listen, (struct sockaddr *) &client_addr, (socklen_t *) &addrlen);
                if(fd_client < 0){
                    perror("accept error\n");
                    continue;
                }
//                strcpy(cliaddr,inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
                SetNonBlocking(fd_client);
                epoll.Add(fd_client);
            } else {
                if((result = OnEvent(events[i])) < 1){
                    printf("\n\nAn error is occured : %d", result);
                    close(events[i].data.fd);
                    epoll.Delete(events[i].data.fd);
                }
            }
        }
    }

    return 0;
} 

프로그램의 메인 무한 루프. 반복해서 ?TEpoll.do 를 콜한다. 이벤트가 발생한경우 그 숫자만큼 이벤트를 처리하도록 한다. fd의 성격에 따라 listen소켓과 일반소켓을 구분하였다. 새로운 연결이 들어올경우 소켓을 nonblocking모드로 변경하고서 epoll의 관심fd로 등록하였고, 일반소켓에서는 ?OnEvent로 그 처리를 넘겼다. 만약 종료처리가 필요한 경우를 위해 ?OnEvent의 결과값을 받아 ?TEpoll.Delete 를 호출하도록 했다.

?TEpoll.Do 의 세번째 파라미터는 대기시간인데, 10/1000ms로 하였다. 이 숫자를 0 으로 했더니 cpu 사용률이 99.9%가 되었는데 (싱글 cpu), 전체 프로세스 타임으로 볼때에는 이벤트가 발생하지 않고 그냥 대기하는 시간이 거의 전부이므로 ?TEpoll.Do 만 엄청나게 호출해대고 있게 될 것이다. 남는 시간은 운영체제에 돌려주도록 10 정도로 잡았다. 초당 100번 ?TEpoll.Do를 호출하게 되는데 밀려들어오는 데이타가 많다면 물론 1000번도 넘게 호출될 수도 있다. 여기서 10ms라는 숫자는 이벤트가 없을때 최대 이만큼만 기다려라라는 의미로 해석한다. 무조건 10ms 기다리라는 뜻은 아니다.

4 소스파일 #

• TEpoll.h 헤더파일
• TEpoll.cc 소스파일
• EpollEcho.cc 소스파일
  
  

5 이후 개선 #

?TEpoll 클래스가 많은 추상화를 하고 있지 않으므로, 여전히 main 프로그래머는 epoll에 대해 속속들이 알고 있어야 하며 이것은 바람직하지 않다. 현재의 ?TEpoll class를 기반으로 하는 ?TEpollSocket을 만들것이고, 외부인터페이스는 함수포인터를 이용한 콜백으로 구현할 계획.

?TEpollSocket은 listen, connect, accept를 포함하고 이벤트폴링을 통해 read, write, error 이벤트를 감지해서 사용자의 함수를 호출해주도록 할 것이다.