面试题：C语言非阻塞I/O与事件驱动结合的场景应用

1. 非阻塞I/O与事件驱动模型结合实现多客户端连接处理

设置非阻塞套接字：在创建套接字后，使用fcntl函数将套接字设置为非阻塞模式。例如：

int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
int flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);
fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);

事件驱动模型 - 使用epoll（以epoll为例，select和poll也类似原理）：

创建epoll实例：

int epollfd = epoll_create1(0);
if (epollfd == -1) {
    perror("epoll_create1");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

添加监听套接字到epoll实例：

struct epoll_event event;
event.data.fd = sockfd;
event.events = EPOLLIN | EPOLLET; // 边缘触发模式，也可以用水平触发EPOLLIN
if (epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, sockfd, &event) == -1) {
    perror("epoll_ctl: listen_sock");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

事件循环：

struct epoll_event events[10]; // 一次最多处理10个事件
while (1) {
    int n = epoll_wait(epollfd, events, 10, -1);
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        if (events[i].data.fd == sockfd) {
            // 处理新连接
            struct sockaddr_in client_addr;
            socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);
            int clientfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_addr_len);
            if (clientfd == -1) {
                if (errno != EAGAIN && errno != EWOULDBLOCK) {
                    perror("accept");
                }
                continue;
            }
            // 将新客户端套接字设置为非阻塞
            int client_flags = fcntl(clientfd, F_GETFL, 0);
            fcntl(clientfd, F_SETFL, client_flags | O_NONBLOCK);
            // 将新客户端套接字添加到epoll实例
            event.data.fd = clientfd;
            event.events = EPOLLIN | EPOLLET;
            if (epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, clientfd, &event) == -1) {
                perror("epoll_ctl: client_sock");
                close(clientfd);
            }
        } else {
            // 处理客户端数据
            int clientfd = events[i].data.fd;
            char buffer[1024];
            ssize_t nread = read(clientfd, buffer, sizeof(buffer));
            if (nread == -1) {
                if (errno != EAGAIN && errno != EWOULDBLOCK) {
                    perror("read");
                    // 错误处理，例如从epoll中移除并关闭套接字
                    epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_DEL, clientfd, NULL);
                    close(clientfd);
                }
            } else if (nread == 0) {
                // 客户端关闭连接
                epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_DEL, clientfd, NULL);
                close(clientfd);
            } else {
                // 处理读取到的数据
                // 例如回显数据
                write(clientfd, buffer, nread);
            }
        }
    }
}

2. 优势

提高并发性：
- 传统阻塞I/O模型在处理一个客户端连接时，若该客户端没有数据发送，服务器会阻塞在read或accept等函数上，无法处理其他客户端连接。而非阻塞I/O与事件驱动模型结合，服务器可以在等待数据到达时，继续处理其他有事件发生的客户端连接，大大提高了服务器处理多个并发连接的能力。
资源利用更高效：
- 传统阻塞I/O模型可能会因为阻塞而浪费大量CPU时间片。在非阻塞I/O与事件驱动模型下，只有当有事件发生时（如可读、可写等），才会进行相应处理，CPU资源不会被无效地阻塞等待，提高了资源利用率。
响应更及时：
- 对于多个客户端连接，非阻塞I/O与事件驱动模型能够及时响应每个客户端的事件，不会因为某个客户端的长时间无操作而影响其他客户端的交互。例如，当一个客户端发送数据时，服务器能迅速检测到并进行处理，而不像传统阻塞I/O模型那样，可能会因为其他客户端的阻塞操作而延迟响应。

面试题：C语言非阻塞I/O与事件驱动结合的场景应用

知识考点

面试题答案

1. 非阻塞I/O与事件驱动模型结合实现多客户端连接处理

2. 优势