1.poll模型原理
poll模型是基于select最大文件描述符限制提出的跟select一样只是将select使用的三个基于位的文件描述符改为使用一个数组的形式对于各种可能的事件进行了一个包装
#include
int poll (struct pollfd *fds, unsigned int nfds, int timeout);
参数说明
第一个参数fds为一个pollfd结构数组用来保存文件描述符
第二个参数nfds为pollfd结构体数组1
第三个参数timeout为poll等待时间
返回值
正常返回值为轮询文件描述符结构有事件发送的个数-1返回失败
和select()不一样poll()没有使用低效的三个基于位的文件描述符set而是采用了一个单独的结构体pollfd数组由fds指针指向这个组。pollfd结构体定义如下
#include
struct pollfd {
int fd; /* file descriptor */
short events; /* requested events to watch */
short revents; /* returned events witnessed */
};
每一个pollfd结构体指定了一个被监视的文件描述符可以传递多个结构体指示poll()监视多个文件描述符。每个结构体的events域是监视该文件描述符的事件掩码由用户来设置这个域。revents域是文件描述符的操作结果事件掩码。内核在调用返回时设置这个域。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。 POLLRDNORM 有普通数据可读。 POLLRDBAND 有优先数据可读。 POLLPRI 有紧迫数据可读。 POLLOUT 写数据不会导致阻塞。 POLLWRNORM 写普通数据不会导致阻塞。 POLLWRBAND 写优先数据不会导致阻塞。 POLLMSG SIGPOLL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。使用poll()和select()不一样你不需要显式地请求异常情况报告。 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。 timeout参数指定等待的毫秒数无论I/O是否准备好poll都会返回。timeout指定为负数值表示无限超时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。这种情况下poll()就像它的名字那样一旦选举出来立即返回。 返回值和错误代码 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poll()返回0失败时poll()返回-1并设置errno为下列值之一 EBADF 一个或多个结构体中指定的文件描述符无效。 EFAULT fds指针指向的地址超出进程的地址空间。 EINTR 请求的事件之前产生一个信号调用可以重新发起。 EINVAL nfds参数超出PLIMIT_NOFILE值。 ENOMEM 可用内存不足无法完成请求。
2.poll工作流程
1.定义一个客户端连接数组
struct pollfd clients[OPEN_MAX];
2.调用poll轮询文件描述符事件
nready poll(clients, maxi 1, -1);
3.使用实例
引用一个简单的poll服务器例子
#include
#include /* basic system data types */
#include /* basic socket definitions */
#include /* sockaddr_in{} and other Internet defns */
#include /* inet(3) functions */
#include
#include
#include
#include
#include /* poll function */
#include
#define MAXLINE 10240
#ifndef OPEN_MAX
#define OPEN_MAX 40960
#endif
void handle(struct pollfd* clients, int maxClient, int readyClient);
int main(int argc, char **argv)
{
int servPort 6888;
int listenq 1024;
int listenfd, connfd;
struct pollfd clients[OPEN_MAX];
int maxi;
socklen_t socklen sizeof(struct sockaddr_in);
struct sockaddr_in cliaddr, servaddr;
char buf[MAXLINE];
int nready;
bzero(
servaddr.sin_family AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port htons(servPort);
listenfd socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (listenfd <0) {
perror("socket error");
}
int opt 1;
if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
}
if(bind(listenfd, (struct sockaddr *) -1) {
perror("bind error");
exit(-1);
}
if (listen(listenfd, listenq) <0) {
perror("listen error");
}
clients[0].fd listenfd;
clients[0].events POLLIN;
int i;
for (i 1; i
clients[i].fd -1;
maxi listenfd 1;
printf("pollechoserver startup, listen on port:%d\n", servPort);
printf("max connection is %d\n", OPEN_MAX);
for ( ; ; ) {
nready poll(clients, maxi 1, -1);
//printf("nready is %d\n", nready);
if (nready -1) {
perror("poll error");
}
if (clients[0].revents accept(listenfd, (struct sockaddr *)
sprintf(buf, "accept form %s:%d\n", inet_ntoa(cliaddr.sin_addr), cliaddr.sin_port);
printf(buf, "");
for (i 0; i
if (clients[i].fd -1) {
clients[i].fd connfd;
clients[i].events POLLIN;
break;
}
}
if (i OPEN_MAX) {
fprintf(stderr, "too many connection, more than %d\n", OPEN_MAX);
close(connfd);
continue;
}
if (i > maxi)
maxi i;
--nready;
}
handle(clients, maxi, nready);
}
}
void handle(struct pollfd* clients, int maxClient, int nready) {
int connfd;
int i, nread;
char buf[MAXLINE];
if (nready 0)
return;
for (i 1; i
connfd clients[i].fd;
if (connfd -1)
continue;
if (clients[i].revents read(connfd, buf, MAXLINE);//读取客户端socket流
if (nread <0) {
perror("read error");
close(connfd);
clients[i].fd -1;
continue;
}
if (nread 0) {
printf("client close the connection");
close(connfd);
clients[i].fd -1;
continue;
}
write(connfd, buf, nread);//响应客户端
if (--nready < 0)//没有连接需要处理退出循环
break;
}
}
}
4.总结讨论
1.poll与selectepoll比较
poll主要是解决select的最大文件描述符限制提出的与select一样都是轮询文件描述符所以效率方便也无法与epoll相比另外poll不具备移植性只有在linux系统上有实现在windows系统没有poll模型的实现 2.poll模型效率
poll本质上和select没有区别它将用户传入的数组拷贝到内核空间然后查询每个fd对应的设备状态如果设备就绪则在设备等待队列中加入一项并继续遍历如果遍历完所有fd后没有发现就绪设备则挂起当前进程直到设备就绪或者主动超时被唤醒后它又要再次遍历fd。这个过程经历了多次无谓的遍历。
它没有最大连接数的限制原因是它是基于链表来存储的但是同样有如下缺点 1.大量的fd的数组被整体复制于用户态和内核地址空间之间而不管这样的复制是不是有意义。 2.poll还有一个特点是“水平触发”如果报告了fd后没有被处理那么下次poll时会再次报告该fd。