17.Linux下的I/O复用与poll详解

版权声明:guojawee https://blog.csdn.net/weixin_36750623/article/details/83505799

1.poll和select

(1)不同点

poll没有最大文件描述符数量的限制。

(2)相同点

管理多个描述符也是进行轮询,根据描述符的状态进行处理
包含大量文件描述符的数组被整体复制于用户态和内核的地址空间之间
不论这些文件描述符是否就绪,它的开销随着文件描述符数量的增加而线性增大

2.函数API

头文件: #include <poll.h>
函数原型: int poll ( struct pollfd * fds, unsigned int nfds, int timeout);

  • 形参
    • struct pollfd * fds:struct pollfd类型的数组
    • unsigned int nfds:maxi+1,文件描述符最大的编号+1
    • timeout:指定等待的毫秒数
      • 负数值/INFTIM: 永远等待,使poll()一直挂起直到一个指定事件发生
      • 等于0: 立即返回,不阻塞进程:poll调用立即返回并列出准备好的fd,并不等待其它的事件
      • 大于0: 等待指定数目的毫秒数

其中,struct pollfd结构体

struct pollfd {
  int fd;         /* 文件描述符 */
  short events;         /* 等待的事件 */
  short revents;       /* 实际发生了的事件 */
} ; 

1.每一个pollfd结构体指定了一个被监视的文件描述符。
2.events域是该文件描述符的监视事件掩码,由用户来设置这个域,事件包括POLLIN/POLLOUT等。
3.revents域是文件描述符的操作结果事件掩码,poll函数返回后,内核会设置revents域。(没有事件发生,设置为0,有事件发生,设置为相应事件对应的宏)

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。
EFAULTfds   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。
EINVALnfds  参数超出PLIMIT_NOFILE值。
ENOMEM   可用内存不足,无法完成请求。

3.epoll服务器代码

代码解释
1.使用一个struct poll结构体类型的数组fdArr(存放着要监控的所有的文件描述符fd/关心的事件event)
2.当poll函数返回后,只需要轮询判断fdArr中的每个fdArr[i].revent是否发生事件

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

#define OPEN_MAX 100
 
int main(int argc, char *argv[])
{
	int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//1.创建tcp监听套接字	
	//2.绑定sockfd
	struct sockaddr_in my_addr;
	bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));
	my_addr.sin_family = AF_INET;
	my_addr.sin_port = htons(8000);
	my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
	bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(my_addr));
	
	listen(sockfd, 10); //3.监听listen
	
	//4.poll相应参数准备
	struct pollfd client[OPEN_MAX];
	int i = 0, maxi = 0;
	for(;i<OPEN_MAX; i++)
		client[i].fd = -1;//初始化poll结构中的文件描述符fd
	
	client[0].fd = sockfd;//需要监测的描述符
	client[0].events = POLLIN;//普通或优先级带数据可读
	
	//5.对已连接的客户端的数据处理
	while(1)
	{
		int ret = poll(client, maxi+1, -1);//对[poll结构体数组]所有元素进行监测
		
		//5.1监测sockfd(监听套接字)是否存在连接
		if((client[0].revents & POLLIN) == POLLIN )
		{
			struct sockaddr_in cli_addr;
			int clilen = sizeof(cli_addr);
			int connfd;
			//5.1.1 从tcp完成连接中提取客户端
			connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&cli_addr, &clilen);
			
			//5.1.2 将提取到的connfd放入poll结构体数组中,以便于poll函数监测
			for(i=1; i<OPEN_MAX; i++)
			{
				if(client[i].fd < 0)
				{
					client[i].fd = connfd;
					client[i].events = POLLIN;
					break;
				}
			}
			//5.1.3 maxi更新
			if(i > maxi)
				maxi = i;
				
			//5.1.4 如果没有就绪的描述符,就继续poll监测,否则继续向下看
			if(--ret <= 0)
				continue;
		}
		
		//5.2for循环判断连接的文件描述符[1,maxi]中是否有读写事件发生
		for(i=1; i<=maxi; i++)
		{
			if(client[i].fd < 0)
				continue;
			
			if(client[i].revents & (POLLIN | POLLERR))
			{
				int len = 0;
				char buf[128] = "";
				
				//5.2.1接受客户端数据
				if((len = recv(client[i].fd, buf, sizeof(buf), 0)) < 0)
				{
					if(errno == ECONNRESET)//tcp连接超时、RST
					{
						close(client[i].fd);
						client[i].fd = -1;
					}
					else
						perror("read error:");
				}
				else if(len == 0)//客户端关闭连接
				{
					close(client[i].fd);
					client[i].fd = -1;
				}
				else//正常接收到服务器的数据
					send(client[i].fd, buf, len, 0);
				
				//5.2.2所有的就绪描述符处理完了,就退出当前的for循环,继续poll监测
				if(--ret <= 0)
					break;
			}
		}
	}
	return 0;
}

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/weixin_36750623/article/details/83505799