unix下网络编程之I/O复用（三）

poll函数

在上文unix下网络编程之I/O复用（二）中已经介绍了select函数的相关使用，本文将介绍另一个常用的I/O复用函数poll。poll提供的功能与select类似，不过在处理流设备时，它能够提供额外的信息。

poll函数原型：


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#include<poll.h>

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

   //返回：就需描述字的个数，0——超时，-1——出错

 第一个参数是指向一个结构数组第一个元素的指针，每个数组元素都是一个pollfd结构。如下：


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struct pollfd {

    int fd; //descriptor to check

    short events; //events of interest on fd

`   short revents; //events tha occurred on fd

}

要测试的条件由events成员指定，函数在相应的revents成语中返回该描述字的状态。（每个描述字都有两个变量，一个为调用值，另一个为返回结果，从而避免使用值-结果参数，这与select函数是不同的）。下图列出了用于指定events标志以及测试revents标志的一些常值。

上图需要注意的是，POLLERR,POLLHUP,POLLNVAL是处理错误的描述字，因此它们也就不可以出现在input事件中，即events。poll识别三类数据：普通（normal），优先级带（priority band）和高优先级（high priority）。

对TCP和UPD而言，以下条件引起poll返回特定的revents。

1、 All regular TCP data and all UDP data is considered normal. 
2、 TCP‘s out-of-band data (Chapter 24) is considered priority band. 
3、 When the read half of a TCP connection is closed (e.g., a FIN is received), this is also considered normal data and a subsequent read operation will return 0. 
4、 The presence of an error for a TCP connection can be considered either normal data or an error (POLLERR). In either case, a subsequent read will return –1 with errno set to the appropriate value. This handles conditions such as the receipt of an RST or a timeout. 
5、 The availability of a new connection on a listening socket can be considered either normal data or priority data. Most implementations consider this normal data. 
6、 The completion of a nonblocking connect is considered to make a socket writable.

——《unix网络编程》第三版

参数nfds，指示结构数组中元素的个数。

参数timeout：

与select中的timeout不同，poll函数的timeout参数是一int值，表示poll函数返回前等待多长时间，它是毫秒级别的。它有三种情况的取值：1、INFTIM（一个负数值），表示永远等待，即一直阻塞。2、0，表示立即返回，非阻塞。3、>0，表示正待指定数目的毫秒数。

poll函数的返回值：

当poll发生错误时，poll函数的返回值-1，若定时器时间到之前没有任何描述字就绪，则返回0，否则返回就绪描述字的个数，即其revents成员值非0的描述字个数。

如果我们不再关心某个特定描述字，那么可以把与他对应的pollfd结构的fd成员设置成一个负值。poll函数将忽略这样的pollfd结构的events成员，返回时将它的revents成员的值置为0。

poll函数的通信列子：一个简单的TCP回射服务器程序

pollServer.c:使用select机制的服务器程序


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#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <arpa/inet.h>

#include <netinet/in.h>

#include <sys/socket.h>

#include <poll.h>

/*环境为ubuntu10.04自带c环境，无法自动引入下列宏，所以自己写在前面了*/

#define INFTIM -1

#define POLLRDNORM  0x040       /* Normal data may be read.  */

#define POLLRDBAND  0x080       /* Priority data may be read.  */

#define POLLWRNORM  0x100       /* Writing now will not block.  */

#define POLLWRBAND  0x200       /* Priority data may be written.  */

#define MAXLINE  1024

#define OPEN_MAX  16 //一些系统会定义这些宏

#define SERV_PORT  10001

int main()

{

    int i , maxi ,listenfd , connfd , sockfd ;

    int nready;

    int n;

    char buf[MAXLINE];

    socklen_t clilen;

    struct pollfd client[OPEN_MAX];

    struct sockaddr_in cliaddr , servaddr;

    listenfd = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0);

    memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));

    servaddr.sin_family = AF_INET;

    servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

    bind(listenfd , (struct sockaddr *) & servaddr, sizeof(servaddr));

    listen(listenfd,10);

    client[0].fd = listenfd;

    client[0].events = POLLRDNORM;

    for(i=1;i<OPEN_MAX;i++)

    {

        client[i].fd = -1;

    }

    maxi = 0;

    for(;;)

    {

        nready = poll(client,maxi+1,INFTIM);

        if (client[0].revents & POLLRDNORM)

        {

            clilen = sizeof(cliaddr);

            connfd = accept(listenfd , (struct sockaddr *)&cliaddr, &clilen);

            for(i=1;i<OPEN_MAX;i++)

            {

                if(client[i].fd<0)

                {

                    client[i].fd = connfd;

                    client[i].events = POLLRDNORM;

                    break;

                }

            }

            if(i==OPEN_MAX)

            {

                printf("too many clients! \n");

            }

            if(i>maxi) maxi = i;

            nready--;

            if(nready<=0) continue;

        }

        for(i=1;i<=maxi;i++)

        {

            if(client[i].fd<0) continue;

            sockfd = client[i].fd;

            if(client[i].revents & (POLLRDNORM|POLLERR))

            {

                n = read(client[i].fd,buf,MAXLINE);

                if(n<=0)

                {

                    close(client[i].fd);

                    client[i].fd = -1;

                }

                else

                {

                    buf[n]=‘\0‘;

                    printf("Socket %d said : %s\n",sockfd,buf);

                    write(sockfd,buf,n); //Write back to client

                }

                nready--;

                if(nready<=0) break; //no more readable descriptors

            }

        }

    }

    return 0;

}

客户端程序参考上一篇文章。

总结：

本文介绍了poll函数的原型，参数说明，注意事项以及一个简单的代码例子。在unix后续版本中，加入了epoll函数I/O复用机制，它在一定条件下更加高效，在以后的文章中，会对epoll机制再进行详细的描述。之前在学习python的时候，也接触了select和poll，但是当时了解的比较浅显，希望通过最近的学习可以对unix下I/O复用有更深入的认识。

原文地址：https://www.cnblogs.com/jiangzhaowei/p/8972168.html

时间： 2024-10-16 07:53:53

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