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I/O多路复用技术详解之poll模型

时间:2022-10-06 04:04:15

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I/O多路复用技术详解之poll模型

poll模型

poll()系统调用是System V的多元I/O解决方案。它解决了select()的几个不足,尽管select()仍然经常使用(多数还是出于习惯,或者打着可移植的名义):

#include <sys/poll.h>

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

和select()不一样,poll()没有使用低效的三个基于位的文件描述符set,而是采用了一个单独的结构体pollfd数组,由fds指针指向这个组。pollfd结构体定义如下:

#include <sys/poll.h>

struct pollfd {

int fd; /* file descriptor */

short events; /* requested events to watch */

short revents; /* returned events witnessed */

};

每一个pollfd结构体指定了一个被监视的文件描述符,可以传递多个结构体,指示poll()监视多个文件描述符。每个结构体的events域是监视该文件描述符的事件掩码,由用户来设置这个域。revents域是文件描述符的操作结果事件掩码。内核在调用返回时设置这个域。events域中请求的任何事件都可能在revents域中返回。合法的事件如下:

POLLIN

有数据可读。

POLLRDNORM

有普通数据可读。

POLLRDBAND

有优先数据可读。

POLLPRI

有紧迫数据可读。

POLLOUT

写数据不会导致阻塞。

POLLWRNORM

写普通数据不会导致阻塞。

POLLWRBAND

写优先数据不会导致阻塞。

POLLMSG

SIGPOLL消息可用。

此外,revents域中还可能返回下列事件:

POLLER

指定的文件描述符发生错误。

POLLHUP

指定的文件描述符挂起事件。

POLLNVAL

指定的文件描述符非法。

这些事件在events域中无意义,因为它们在合适的时候总是会从revents中返回。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。

例如,要同时监视一个文件描述符是否可读和可写,我们可以设置events为POLLIN | POLLOUT。在poll返回时,我们可以检查revents中的标志,对应于文件描述符请求的events结构体。如果POLLIN事件被设置,则文件描述符可以被读取而不阻塞。如果POLLOUT被设置,则文件描述符可以写入而不导致阻塞。这些标志并不是互斥的:它们可能被同时设置,表示这个文件描述符的读取和写入操作都会正常返回而不阻塞。

timeout参数指定等待的毫秒数,无论I/O是否准备好,poll都会返回。timeout指定为负数值表示无限超时;timeout为0指示poll调用立即返回并列出准备好I/O的文件描述符,但并不等待其它的事件。这种情况下,poll()就像它的名字那样,一旦选举出来,立即返回。

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。

EFAULT

fds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。

EINVAL

nfds参数超出PLIMIT_NOFILE值。

ENOMEM

可用内存不足,无法完成请求。

一个简单的poll程序

#include<string.h>#include<stdio.h>#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>#include<errno.h>#include<poll.h>#include<unistd.h>#define OPEN_FLAGS O_RDWR|O_CREAT#define OPEN_MODE 00777#define W_DATA "howaylee"int main(int argc, char* argv[]) {int ret = -1;int fd1 = -1;int fd2 = -1;char r_buf[12] = { 0 };struct pollfd fds[2]={{0},{0}};fd1 = open(argv[1], OPEN_FLAGS, OPEN_MODE);if (-1 == fd1) {perror("open fd1 failed:");}ret = write(fd1, W_DATA, sizeof(W_DATA));if (-1 == ret) {perror("write fd1 failed:");goto _OUT;}ret = lseek(fd1, 0, SEEK_SET);if (-1 == ret) {perror("lseek fd1 failed:");goto _OUT;}fd2 = open(argv[2], OPEN_FLAGS, OPEN_MODE);if (-1 == fd2) {perror("open fd2 failed:");return -1;}while (1) {fds[0].fd = fd1;fds[0].events = POLLIN;fds[1].fd = fd2;fds[1].events = POLLOUT;ret = poll(fds, sizeof(fds) / sizeof(fds[0]), -1);if (-1 == ret) {perror("poll failed:");goto _OUT;}if (fds[0].revents & POLLIN) {ret = read(fd1, r_buf, sizeof(r_buf));if (-1 == ret) {perror("poll read failed:");goto _OUT;}printf("read =%s\n", r_buf);}if (fds[1].revents & POLLOUT) {ret = write(fd2, r_buf, sizeof(r_buf));if (-1 == ret) {perror("poll write failed");goto _OUT;}printf("write=%s\n", r_buf);}}close(fd1);close(fd2);_OUT: return ret;}

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