I/O多路复用-poll的详解

既然已经有select实现IO多路转接了，为什么还要有poll？
之前说过select有很多的缺点：

而poll的出现解决了select的两个问题：
1、可监控的文件描述符个数有上限
2、参数即作为输入参数又做输出

poll函数的声明：

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

参数解释：
1、fds：监听结构列表,包含三部分内容(文件描述符，监听的事件集合，返回的事件集合)
struct pollfd结构:

events和recvents的取值,这里仅介绍可读和可写：
数据可读：POLLIN
数据可写：POLLOUT
2、fds数组长度
3、timeout：等待时间，单位是毫秒

所以poll的使用，一般是先定义一个struct pollfd类型的数组，假设要监视0号文件描述符的读事件，就把数组的第一个元素的fd设为0，events设为POLLIN,而revents为返回，当数组的第一个元素的revents变为POLLIN，表示0号文件描述符的读事件就绪。

返回值解释：
大于0：监听的文件描述符就绪，poll返回
等于0：超时返回
小于0：出错

socket就绪条件

• 读就绪

sochet内核中，接收缓冲区中的字节数，大于等于低水位标记SO_RECVLOWAT，此时可以无阻塞的读该文件描述符，并且返回值大于0
socket TCP通信中，对端关闭连接，此时对该socket读，则返回0
监听的socket上有新的连接请求时
socket上有未处理的错误时

• 写就绪

socket内核中，发送缓冲区中的可用字节数(发送缓冲区的空闲位置大小)，大于等于低水位标记，SO_SNDLOWAT，此时可以无阻塞的写，并且返回值大于0
socket的写操作被关闭(close或者shutdown)，对于一个写操作被关闭的socket进行写操作，会触发SIGPIPE信号
socket使用非阻塞connect连接成功或失败之后
socket上有未读取的错误

• 异常就绪

socket上收到带外数据(关于带外数据，和TCP紧急模式相关，在TCP报头中有一个紧急指针的字段)

编写poll代码：
一、检测标准输入

  1	#include
  2 #include
  3 #include
  4
  5 int main(){
  6     // 因为只关心一个文件描述符，所以就不定义数组了，第二个参数填1就好
  7     // 关心0号文件描述符(标准输入)的读事件
  8     struct pollfd poll_fd;
  9     poll_fd.fd = 0; // 标准输入
 10     poll_fd.events = POLLIN; // 读事件
 11     // poll_fd.revents为输出型，返回事件的集合
 12     while(1){
 13         int ret = poll(&poll_fd,1,3000); // 数组大小为1，等待时间为3000ms(3秒)
 14         if(ret < 0){
 15             printf("poll error\n");
 16             continue;
 17         }
 18         if(ret == 0){
 19             printf("poll timeout\n");
 20             continue;
 21         }
 22         if(poll_fd.revents == POLLIN){// 当0的读事件就绪时
 23             char buf[1024] = {0};
 24             read(0,buf,sizeof(buf)-1);
 25             printf("input:%s\n", buf);
 26         }
 27     }
 28     return 0;
 29 }

运行效果为超过3秒不往标准输入写数据，poll会立刻超时返回，如果想标准输入写数据，则标准输入的读会就绪，然后把数据回显.

二、模拟实现poll服务器

//初始化监控列表数组，把fd设为-1，监听和返回事件设为0
void Initpolled(struct pollfd* fd_list,int size)
{
    int i = 0;
    for(i = 0; i: $s\n",buf);
            }
        }
    }
    return 0;
}

客户端和select相同。
poll的优点：
不同于select使用三个位图来表示三个fdset的方式，poll使用一个pollfd的指针实现

1、pollfd结构包含了要监视的enent和发生的event，不再使用select“参数-值”传递的方式，接口使用比select更加方便
2、poll并没有最大数量限制(但是数量过大后性能也是会下降)

poll的缺点
poll中监听的文件描述符增多时：

1、和select一样，poll返回后，需要轮询pollfd来获取就绪的文件描述符
2、每次调用poll函数都需要把大量的pollfd结构从用户态拷贝到内核中
3、同时连接的大量客户端在同一时刻可能只有很少的处于就绪状态，因此随着监视的文件描述符数量的增长，其效率也会线性下降

1、poll返回后也需要轮询fd_list列表来获取就绪的文件描述符
2、需要把polled从用户态拷贝至内核态
3、虽然没有数量限制，但是数量过大，性能也会线性下降