Linux-视频监控系统(2)-Epoll的介绍及使用

1、什么是Epoll

1.1阻塞型IO和多路复用

假如说现在有一个进程需要对设备进行读写，但是这个过程一般需要时间不能马上完成，为了节约CPU资源，这时候一般进程都采取阻塞的方法，把自己挂起，等有设备已经完成操作了再自行其他程序。这种等待方法叫做阻塞型IO

假如一个进程需要同时对4个设备文件进行监控，比如说需要监控打印机有没有打印完成、键盘有没有输入数据，这个过程就叫做多路复用。

那么哪个函数可以既可以实现阻塞型IO又可以实现多路复用呢？

select函数，下面是select函数的使用复习

1、初始化需要操作的文件集合FD_ZERO(&set)

2、把文件描述符一个一个的加到集合中，FD_SET

3、调用select，开始监控，如果没有文件符合会阻塞在这里，直到超时或者有文件满足要求，然后继续运行

4、遍历每个文件，找到哪个文件发生了变化

那么select存在哪些缺点呢？在最后遍历文件的过程中，是极其耗费时间的过程如果文件太多，那这对资源更是一个极大的浪费。

所以这里引入Epoll函数，它同样可以实现阻塞和多路复用，同时不需要遍历所有文件就可以知道是哪个文件发生了什么变化，比如说文件里面已经有数据了可以唤醒应用程序来读，比如说应用程序要求写入的数据已经写入了，可以继续做下面的事情了。。而且Epoll可以监控的文件是没有上限的！

2、怎么使用Epoll

但是要注意Epoll支持管道，FIFO，套接字，POSIX消息队列，终端，设备等，但就是不支持普通文件！！！比如说文件文件，MP3文件等普通文件它都不支持。

Epoll的使用分为3个环节。

epoll_create/epoll_create1 （创建epoll监听池）

epoll_ctl （添加要监听的事件）

epoll_wait （等待事件的发生）

epoll_create

在Linux下man一下这个函数：

epoll_create是创建一个监听池，在2.8之前的内核版本中它表明监听文件的数量，在2.8以后的版本中没有任何意义。

epoll_create1有一个flags的参数，当参数为0时和epoll_create函数是一样的同时这个函数的返回值就是监听池的描述符。

epoll_ctl

添加要监听的事件，比如说添加A文件可读、添加A文件可写，当事件发生时可以立马知道是哪个事件发生了什么操作，所以不再需要遍历所有文件了。

它的原型是：

int epoll_ctl(int enfd, int op, int fd, struct epoll event *event)

第一个参数是监听池的fd，第二个参数是操作的类型比如加入事件、取出事件、删除事件、修改事件等，第三个是事件所对应文件的fd，第四个是事件类型，

struct epoll_event {
__uint32_t events
epoll data data;

};

第一个是事件的类型比如读写，EPOLLIN、EPOLLOUT。

返回值是int类型，成功返回0，失败返回-1

epoll_wait 

等待事件的发生，它的原型是

int epoll_wait (int epfd, struct epoll_event *events,

                int maxevent，int timeout)

第一个参数是epfd，第二个参数存放发生事件的指针，当事件发生后会把对应文件的操作事件写入这个数组。第四个是最大事件的数组，第五个是超时时间。

那么在摄像头监控系统中存在哪些需要等待的事情呢？

1、摄像头存在一帧新的图像（可读）

2、socket可以发送数据（可写）

3、socket可以接收数据（可读）

因此在我们的监控系统中非常有必要引入Epoll框架程序

下面写一个简单的程序来使用Epoll：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<fcntl.h>
#include<sys/epoll.h>

int main()
{
int fd1,fd2;
int ep_fd;
struct epoll_event event;
struct epoll_event *events;
int n,i;
char c;

mkfifo("/tmp/fifo1",0666);
mkfifo("/tmp/fifo2",0666);

fd1 = open("/tmp/fifo1",O_RDONLY);
fd2 = open("/tmp/fifo2",O_RDONLY);

ep_fd = epoll_create1(0);

event.events = EPOLLIN | EPOLLET;
event.data.fd = fd1;
epoll_ctl(ep_fd, EPOLL_CTL_ADD, fd1, &event);

event.events = EPOLLIN | EPOLLET;
event.data.fd = fd2;
epoll_ctl(ep_fd, EPOLL_CTL_ADD, fd2, &event);

events = calloc(100, sizeof(event));

n = epoll_wait(ep_fd, events, 100, -1);
for(i=0; i<n; i++)
{
if(events[i].events & EPOLLIN)
{
read(events[i].data.fd, &c, 1);
printf("file %d read %c!\n",events[i].data.fd,c);
}
if(events[i].events & EPOLLOUT)
{

}
}

close(fd1);
close(fd2);
close(ep_fd);
return 0;
}


然后编写一个fifo读写的程序：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<fcntl.h>
#include<sys/epoll.h>

int main()
{
int fd;
char c = 'x';
fd = open("/tmp/fifo1", O_WRONLY);
write(fd, &c, 1);

close(fd);

return 0;
}
同样写出对另一个fifo2文件的读写程序。
然后编译后依次运行这几个文件，如果写入数据后ep文件打印出对于的字符即编写成功。