I/O多路复用之poll

1、select的些许缺点

回忆一下 select接口 

int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

select需要我们指定文件描述符的最大值，然后取[0，nfds)这个范围内的值查看是在集合readfds,writefds或execptfds中，也就是说这个范围内存在一些不是我们感兴趣的文件描述符，cpu做了一些无用功，poll对她进行了改进，下面就看看poll是怎么做的。

2、poll接口

#include <poll.h>

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

跟select不同的是，poll不再告知内核一个范围，而是通过struct pollfd结构体数组精确的告知内核用户关心哪些文件描述符（流）。参数nfds指示结构体数组的大小。timeout表示程序员的忍耐度，有三种取值：

• 0，poll函数不阻塞
• 整数，阻塞timeout时间
• 负数，无限阻塞

下面来看一下struct pollfd结构体，以及其中的事件有哪些取值，及其含义

struct pollfd {

　　int fd; /* an open file file descriptor */
　　short events; /* requested events */
　　short revents; /* returned events */
};

• fd属性表示一个打开的文件描述符

• events属性是一个输入参数，通过bit mask的方式描述程序感兴趣的事件（读、写）
• revents属性是一个传出参数，同样式通过bit mask的方式描述发生的事件，这个属性的值是由内核设置的。revents的值可能是events属性的值，也可能是POLLERR,POLLHUP,POLLNVAL的一个或多个，POLLERR,POLLHUP,POLLNVAL在events属性中是没有意义的。

events 和 revents能够设置的值都定义在<poll.h>头中，有以下几种可能

• POLLIN ，读事件
• POLLPRI，读事件，但表示紧急数据，例如tcp socket的带外数据
• POLLRDNORM , 读事件，表示有普通数据可读　　　  
• POLLRDBAND ,　读事件，表示有优先数据可读　　　　 
• POLLOUT，写事件
• POLLWRNORM , 写事件，表示有普通数据可写
• POLLWRBAND ,　写事件，表示有优先数据可写　　　   　　　　  
• POLLRDHUP (since Linux 2.6.17)，Stream socket的一端关闭了连接（注意是stream socket，我们知道还有raw socket,dgram socket），或者是写端关闭了连接，如果要使用这个事件，必须定义_GNU_SOURCE 宏。这个事件可以用来判断链路是否发生异常（当然更通用的方法是使用心跳机制）。要使用这个事件，得这样包含头文件：
  　　#define _GNU_SOURCE  
  　　#include <poll.h>
  
• POLLERR，仅用于内核设置传出参数revents，表示设备发生错误
• POLLHUP，仅用于内核设置传出参数revents，表示设备被挂起，如果poll监听的fd是socket，表示这个socket并没有在网络上建立连接，比如说只调用了socket()函数，但是没有进行connect。
• POLLNVAL，仅用于内核设置传出参数revents，表示非法请求文件描述符fd没有打开

 

poll函数返回值，有三种可能

• positive number，表示struct pollfd结构体数组中有多少个非0的revents，换句话说，就是这一次调用poll发生哪些事件。
• 0，表示timeout到时，并且没有文件描述符准备好
• -1，内部发生了错误，errno将会被设置

当poll返回值为-1时，表示poll出错，errno将被设置，errno的取值有4种可能

• EFAULT ，参数struct pollfd结构体数组不在用户地址空间，比如传入的参数nfds比实际的数组要大。
• EINTR ，被信号中断.
• EINVAL ， nfds 超出了RLIMIT_NOFILE值.
• ENOMEM ，内核没有足够的内存装载struct pollfd结构体数组

3、poll与select参数对比

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。

4、poll原理

poll的功能和select的功能一样，只不过是参数稍微不同，poll的底层原理也和select差不多，就不多说了，I/O多路复用之select