I/O多路转接   ----   poll

Posted 2020-07-20

一、poll

    poll的实现和select非常相似，只是描述fd集合的方式不同，poll使用pollfd结构而不是select的fd_set结构，其他的都差不多。

二、poll相关函数

#include <poll.h>

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

//fds: pollfd结构体 

     events: 要监视的事件 

     revents: 已经发生的事件,  设置标志 来反映相关条件的存在

                常量                                 说明

            POLLIN                           普通或优先级带数据可读

            POLLRDNORM              普通数据可读

            POLLRDBAND               优先级带数据可读

            POLLPRI                        高优先级数据可读

            POLLOUT                      普通数据可写

            POLLWRNORM             普通数据可写

            POLLWRBAND              优先级带数据可写

            

            // 只能作为描述字的返回结果存储在revents中

            POLLERR                      发生错误

            POLLHUP                      发生挂起

            POLLNVAL                    描述字不是一个打开的文件

struct pollfd 
{    int   fd;         /* 文件描述符 */ 
     short events;     /* 请求的事件 */   
     short revents;    /* 返回的事件 */  
};

//nfds: 要监视的描述符的数目

//timeout:指定poll在返回前没有接收事件时应该等待的时间【单位：ms】。   

        INFTIM: 永不超时

        0 ：立即返回

        >0: 等待指定的时间

2、特点：

    pollfd并没有最大数量限制（但是数量过大后性能也是会下降）。

    和select函数一样，poll返回后，需要轮询pollfd来获取就绪的描述符。

    select和poll都需要在返回后，通过遍历文件描述符来获取已经就绪的socket。事实上，同时连接的大量客户端在一时刻可能只有很少的处于就绪状态，因此随着监视的描述符数量的增长，其效率也会线性下降。

三、poll 服务器

#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<netinet/in.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
#include<sys/select.h>
#include<sys/poll.h>

#define _BACKLOG_ 5
#define _MAX_NUM_ 64
void usage(const char *proc)
{
	printf("Usage: %s [ip][port]\n",proc);
}
static int startup(const char *ip,const int port)
{
	int sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
	if(sock < 0)
	{
		perror("socket");
		exit(1);
	}
	int opt=1;
	setsockopt(sock,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&opt,sizeof(opt));

	struct sockaddr_in local;
	local.sin_family=AF_INET;
	local.sin_port=htons(port);
	local.sin_addr.s_addr=inet_addr(ip);
	
	if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local)) < 0)
	{
		perror("bind");
		exit(2);
	}	
	if(listen(sock,_BACKLOG_) < 0)
	{
		perror("listen");		
		exit(3);
	}
	return sock;
}
static int poll_server(int listen_sock)
{
	struct sockaddr_in client;
	socklen_t len=sizeof(client);
	
	struct pollfd fds[_MAX_NUM_];
	fds[0].fd=listen_sock;
	fds[0].events=POLLIN;
	fds[0].revents=0;

	size_t i=0;
	for(;i<_MAX_NUM_;++i)
	{
		fds[i].fd=-1;
		fds[i].events=0;
		fds[i].revents=0;
	}
	int max_fd=1;
	int timeout=5000;
	while(1)
	{
		switch(poll(fds,max_fd,timeout))
		{
		case -1://error
			perror("poll");
			break;
		case 0://timeout
			printf("poll timeout");
			break;
		default://normal 
			{
				for(i=0;i<_MAX_NUM_;++i)
				{
					//is listen events ready?
					if(fds[i].fd == listen_sock && fds[i].revents == POLLIN)
					{
						int accept_sock=accept(listen_sock,(struct sockaddr*)&client,&len);
						if(accept_sock < 0)
						{
							perror("accept");
							continue;
						}
						printf("get a client...[ip: %s][port: %d]\n",								inet_ntoa(client.sin_addr),ntohs(client.sin_port));
						for(i=0;i<_MAX_NUM_;++i)
						{
							if(fds[i].fd == -1)
							{
								fds[i].fd=accept_sock;
								fds[i].events=POLLIN;
								max_fd++;
								break;
							}
						}
						if(i == _MAX_NUM_)
						{
							close(accept_sock);
						}
					}
					else if(fds[i].fd > 0 && fds[i].revents == POLLIN)
					{
						char buf[1024];
						ssize_t _size=read(fds[i].fd,buf,sizeof(buf)-1);
						if(_size > 0)//read success
						{
							buf[_size]=‘\0‘;
							printf("Client # %s",buf);
						}
						else if(_size == 0)//client close
						{
							printf("clint close...\n");
							struct pollfd tmp=fds[i];
							fds[i]=fds[max_fd-1];
							close(fds[max_fd-1].fd);
							fds[max_fd-1].fd=-1;
							fds[max_fd-1].events=0;
							fds[max_fd-1].revents=0;
							--max_fd;
						}

					}
					else
					{}
				}
			}
			break;
		}
	}
	return 0;
}
int main(int argc,char *argv[])
{
	if(argc != 3)
	{
		usage(argv[0]);
		return 1;
	}
	char *ip=argv[1];
	int port=atoi(argv[2]);
	int listen_sock=startup(ip,port);
	poll_server(listen_sock);
	close(listen_sock);
	return 0;
}

总结：  

    poll在返回后，需要通过遍历文件描述符来获取已经就绪的socket从而进行下一步操作；而且使用完监听套接字后，都需要进行关闭。

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