IO多路复用之poll-创新互联

poll提供的功能与select类似,与select在本质上没有多大差别，管理多个描述符也是进行轮询，但poll比select的优点是，不限制所能监视的描述符的数目，但随着所监视描述符的数目的增加，性能也会下降

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函数原型：

#include

int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);

返回值：成功时，poll()返回结构体中revents域不为0的文件描述符个数；如果在超时前没有任何事件发生，返回0；失败返回-1

参数：

fds:结构体指针，该结构体结构如下：

        struct pollfd{

    　    　    int fd;        //所感兴趣的文件描述符

    　　        short events;   //用于指定等待的事件

    　　        short revents;  //用于指定poll返回时，在该文件描述符上实际发生了的事件

    　　    };

每一个pollfd结构体制定了一个被监视文件描述符，可传递多个该结构体，指示poll监视多个文件描述符

nfds:要监视的描述符的个数

timeout:单位（微秒），timeout指定等待的毫秒数，无论I/O是否准备好，poll都会返回，指定为负数值表示无限超时，使poll()一直挂起直到一个指定事件发生；timeout为0指示poll调用立即返回并列出准备好I/O的文件描述符，但并不等待其它的事件，立即返回

events域中请求的任何事件都可能在revents域中返回。合法的事件如下：

   POLLIN 　　　　　　　　有数据可读

   POLLPRI　　　　　　　　有紧迫数据可读

POLLOUT　　　　　　   写数据不会导致阻塞

POLLRDNORM 　　　　  有普通数据可读。

POLLRDBAND　　　　　 有优先数据可读。

POLLWRNORM　　　　　写普通数据不会导致阻塞。

POLLWRBAND　　　　  写优先数据不会导致阻塞。

POLLMSGSIGPOLL 　　 消息可用。

此外，revents域中还可能返回下列事件：
POLLER　　      指定的文件描述符发生错误。

POLLHUP　　     指定的文件描述符挂起事件。

POLLNVAL　　    指定的文件描述符非法。

    这些事件在events域中无意义，因为它们在合适的时候总是会从revents中返回。

POLLIN | POLLPRI等价于select()的读事件，POLLOUT |POLLWRBAND等价于select()的写事件。POLLIN等价于POLLRDNORM |POLLRDBAND，而POLLOUT则等价于POLLWRNORM。例如，要同时监视一个文件描述符是否可读和可写，我们可以设置 events为POLLIN |POLLOUT。在poll返回时，我们可以检查revents中的标志，对应于文件描述符请求的events结构体。如果POLLIN事件被设置，则文件描述符可以被读取而不阻塞。如果POLLOUT被设置，则文件描述符可以写入而不导致阻塞。这些标志并不是互斥的：它们可能被同时设置，表示这个文件描述符的读取和写入操作都会正常返回而不阻塞。

示例代码如下：

编写一个echo server程序，功能是客户端向服务器发送信息，服务器接收输出并原样发送回给客户端，客户端接收到输出到终端

server_poll.c

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define _BLOCKLOG_ 6

void usage(char *_proc)
{
    printf("%s [ip] [port]\n",_proc);
}

int create(char *_ip,int _port)
{
    int listen_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(listen_fd<0){
        perror("socket");
        exit(1);
    }   
    
    struct sockaddr_in local;
    local.sin_family=AF_INET;
    local.sin_port=htons(_port);
    local.sin_addr.s_addr=inet_addr(_ip);

    struct linger lig;
    int iLen;
    lig.l_onoff=1;
    lig.l_linger=0;
    iLen=sizeof(struct linger);
    setsockopt(listen_fd,SOL_SOCKET,SO_LINGER,(char *)&lig,iLen);

    if(bind(listen_fd,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local))<0){
        perror("bind");
        exit(2);
    }

    if(listen(listen_fd,_BLOCKLOG_)<0){
        perror("listen");
        exit(3);
    }

    return listen_fd;
}

int main(int args,char *argv[])
{
    if(args!=3){
        usage(argv[0]);
        return 1;
    }   

    char *ip=argv[1];
    int port=atoi(argv[2]);
    //创建监听描述符并绑定
    int listen_fd=create(ip,port);

    nfds_t nfds=64;
    struct pollfd fds[nfds];

    //初始化描述符
    int i=0;
    for(;i0 && (fds[i].revents&POLLIN)){//normal events happend
                                //接收客户端发来的消息
                            ssize_t _size=read(fds[i].fd,buf,sizeof(buf)-1);
                            if(_size<0){
                                perror("read");
                            }else if(_size==0){//client closed
                                printf("client shutdown\n");
                                close(fds[i].fd);
                                fds[i].fd=-1;
                                continue;
                            }else{
                                buf[_size]='\0';
                                printf("client# %s",buf);
                                //向客户端发送消息
                                if(write(fds[i].fd,buf,sizeof(buf)-1)<0){
                                    perror("write");
                                }
                            }
                        }
                    }
                    break;
                }
                break;
        }
    }

    return 0;
}

client_poll.c

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

void usage(char *proc)
{
    printf("%s [ip] [port]\n",proc);
}

int creat_socket()
{
    int fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(fd<0){
        perror("socket");
        exit(1);
    }

    return fd;
}

int main(int argc,char* argv[])
{
    if(argc!=3){
        usage(argv[0]);
        exit(1);
    }

    int fd=creat_socket();

    int _port=atoi(argv[2]);
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family=AF_INET;
    addr.sin_port=htons(_port);
    inet_aton(argv[1],&addr.sin_addr);
    socklen_t addrlen=sizeof(addr);
    if(connect(fd,(struct sockaddr*)&addr,addrlen)<0){
        perror("connect");
        exit(2);
    }

    char buf[1024];
    while(1){
        memset(buf,'\0',sizeof(buf));
        printf("Please Enter:");
        fgets(buf,sizeof(buf)-1,stdin);
        if(send(fd,buf,sizeof(buf)-1,0)<0){
            perror("send");
            continue;
        }

        ssize_t _size=recv(fd,buf,sizeof(buf)-1,0);
        if(_size>0){
            buf[_size]='\0';
            printf("echo->%s",buf);
        }
  }
  return 0;
}

运行结果：

服务器端运行结果：

客户端1运行结果：

客户端2运行结果：

最后还有一点，poll()会自动把revents域设置为0，不需要我们手动的去设置

测试程序如下：

以下程序片段只是在上面代码的基础上添加了几行代码，为看的更清楚，我用红色注释了这几行代码

运行出来的结果如下：

现在对上面运行结果进行分析，为简单起见，我们只关注四个结构体，所以以四行为单位

可看到第一次（前四行）的revents都为随机值

第二次(次四行）poll()函数把fd=3的描述符中revents设置为0

第四次poll()函数把fd=3的描述符中revents设置为1（因为此时监听到了客户端请求）所以接下来有：

get a connection...1.0.0.0:0  这条消息

第五次fd=3的revents还是为1，因为此时还没有执行poll()，fd=4的revents是随机值

第六次fd=3和fd=4的events都为1，它们都添加了读事件，而fd=3的revents被poll设置为了0，fd=4的revents为1（因为客户端发送了条消息，使读事件发生，因此有下面一条消息：）

client# hello

第七次和第六次的一致，因为还未被poll()设置

第八次和第七次的一致，但此时fd=4的revents=1是因为客户端按下了Ctrl+c,所以接下来会有：

client shutdown

第九次把fd=4从数组中去掉

《完》

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