poll 函数 I/O 多路复用的技术

简介: 【4月更文挑战第14天】poll 是另一种在各种 UNIX 系统上被广泛支持的 I/O 多路复用技术,虽然名声没有 select 那么响,能力一点不比 select 差,而且因为可以突破 select 文件描述符的个数限制,在高并发的场景下尤其占优势。

poll 是一种普遍使用的 I/O 多路复用技术,和 select 相比,它和内核交互的数据结构有所变化,另外,也突破了文件描述符的个数限制。


poll 函数的原型:

int poll(struct pollfd *fds, unsigned long nfds, int timeout); 
   
返回值:若有就绪描述符则为其数目,若超时则为0,若出错则为-1


这个函数里面输入了三个参数,第一个参数是一个 pollfd 的数组。其中 pollfd 的结构如下:

struct pollfd {
    int    fd;       /* file descriptor */
    short  events;   /* events to look for */
    short  revents;  /* events returned */
 };


这个结构体由三个部分组成,首先是描述符 fd,然后是描述符上待检测的事件类型 events,注意这里的 events 可以表示多个不同的事件,具体的实现可以通过使用二进制掩码位操作来完成,例如,POLLIN 和 POLLOUT 可以表示读和写事件。

#define    POLLIN    0x0001    /* any readable data available */
#define    POLLPRI   0x0002    /* OOB/Urgent readable data */
#define    POLLOUT   0x0004    /* file descriptor is writeable */

和 select 非常不同的地方在于,poll 每次检测之后的结果不会修改原来的传入值,而是将结果保留在 revents 字段中,这样就不需要每次检测完都得重置待检测的描述字和感兴趣的事件。我们可以把 revents 理解成“returned events”。


events 类型的事件可以分为两大类。


第一类是可读事件,有以下几种:

#define POLLIN     0x0001    /* any readable data available */
#define POLLPRI    0x0002    /* OOB/Urgent readable data */
#define POLLRDNORM 0x0040    /* non-OOB/URG data available */
#define POLLRDBAND 0x0080    /* OOB/Urgent readable data */

一般我们在程序里面有 POLLIN 即可。套接字可读事件和 select 的 readset 基本一致,是系统内核通知应用程序有数据可以读,通过 read 函数执行操作不会被阻塞。


第二类是可写事件,有以下几种:

#define POLLOUT    0x0004    /* file descriptor is writeable */
#define POLLWRNORM POLLOUT   /* no write type differentiation */
#define POLLWRBAND 0x0100    /* OOB/Urgent data can be written */

一般我们在程序里面统一使用 POLLOUT。套接字可写事件和 select 的 writeset 基本一致,是系统内核通知套接字缓冲区已准备好,通过 write 函数执行写操作不会被阻塞。


以上两大类的事件都可以在“returned events”得到复用。还有另一大类事件,没有办法通过 poll 向系统内核递交检测请求,只能通过“returned events”来加以检测,这类事件是各种错误事件。

#define POLLERR    0x0008    /* 一些错误发送 */
#define POLLHUP    0x0010    /* 描述符挂起*/
#define POLLNVAL   0x0020    /* 请求的事件无效*/

参数 nfds 描述的是数组 fds 的大小,简单说,就是向 poll 申请的事件检测的个数。


最后一个参数 timeout,描述了 poll 的行为。


如果是一个 <0 的数,表示在有事件发生之前永远等待;如果是 0,表示不阻塞进程,立即返回;如果是一个 >0 的数,表示 poll 调用方等待指定的毫秒数后返回。

关于返回值,当有错误发生时,poll 函数的返回值为 -1;如果在指定的时间到达之前没有任何事件发生,则返回 0,否则就返回检测到的事件个数,也就是“returned events”中非 0 的描述符个数

poll 函数有一点非常好,如果我们不想对某个 pollfd 结构进行事件检测,可以把它对应的 pollfd 结构的 fd 成员设置成一个负值。这样,poll 函数将忽略这样的 events 事件,检测完成以后,所对应的“returned events”的成员值也将设置为 0。


和 select 函数对比一下,我们发现 poll 函数和 select 不一样的地方就是,在 select 里面,文件描述符的个数已经随着 fd_set 的实现而固定,没有办法对此进行配置;而在 poll 函数里,我们可以控制 pollfd 结构的数组大小,这意味着我们可以突破原来 select 函数最大描述符的限制,在这种情况下,应用程序调用者需要分配 pollfd 数组并通知 poll 函数该数组的大小。


poll 是另一种在各种 UNIX 系统上被广泛支持的 I/O 多路复用技术,虽然名声没有 select 那么响,能力一点不比 select 差,而且因为可以突破 select 文件描述符的个数限制,在高并发的场景下尤其占优势。

相关文章
|
网络协议 Unix Linux
OpenOCD(五):调试适配器配置
OpenOCD(五):调试适配器配置
950 0
|
Linux 调度
深入理解Linux虚拟内存管理(七)(下)
深入理解Linux虚拟内存管理(七)
202 4
|
10月前
|
存储 数据可视化 Linux
语雀停机事件后,你也在找替代方案吗?
2023年10月23日,语雀遭遇长达8小时的服务中断,严重影响了用户的日常工作和生活。事后官方提供了6个月免费会员作为补偿。此次事件引发用户对云笔记产品的可靠性思考,Obsidian和思源笔记因注重本地存留而受到关注。Obsidian支持双向链接、Markdown、本地存储及插件系统,适合个人知识管理;思源笔记则强调关系图谱和快速引用功能。此外,也有用户选择印象笔记、腾讯文档等云产品或使用编辑器+网盘的方式。如何选择合适的工具取决于个人需求和偏好。
801 2
|
11月前
|
缓存 监控 Linux
掌握Linux性能分析:深入探索perf工具
【10月更文挑战第26天】
500 1
|
自然语言处理 Java Apache
Java中的自然语言处理应用
Java中的自然语言处理应用
|
存储 安全 数据挖掘
性能30%↑|阿里云AnalyticDB*AMD EPYC,数据分析步入Next Level
第4代 AMD EPYC加持,云原生数仓AnalyticDB分析轻松提速。
性能30%↑|阿里云AnalyticDB*AMD EPYC,数据分析步入Next Level
|
存储 NoSQL Linux
深入理解Linux内核task_struct结构
深入理解Linux内核task_struct结构
|
监控 网络协议 安全
Socks5协议原理分析及实现对比与问题排查实践
这篇文章《socks5协议原理分析及实现对比与问题排查实践》将深入探讨Socks5协议的工作原理,并对其与其他网络协议的实现进行详细比较。作者还将分享在实际应用过程中所遇到的问题及排查方法。对于想要提高系统安全性和性能的开发人员,本文提供了丰富的案例分析与实践经验。 在这篇文章中,读者将了解Socks5协议的基本概念、工作原理、具体实现方式以及常见问题与解决方案。这不仅有助于开发人员更好地理解Socks5协议,还能增强他们在开发与部署中应对复杂网络环境的能力,让我们一同探讨这些关键技术。
Socks5协议原理分析及实现对比与问题排查实践
|
Rust 自然语言处理 算法
【Rust 中的错误处理:掌握 Option、Result、expect、unwrap 和 ? 运算符】Error Handling in Rust
【Rust 中的错误处理:掌握 Option、Result、expect、unwrap 和 ? 运算符】Error Handling in Rust
521 0
|
Linux 编译器 C语言
start.S详解学习(四):设置堆栈 sp 指针
start.S详解学习(四):设置堆栈 sp 指针
592 0