poll函数的接口
#include <poll.h>
int poll(struct pollfd fds, nfds_t nfds, int timeout);
// pollfd结构
struct pollfd {
int fd; / file descriptor /
short events; / requested events /
short revents; / returned events */
};
参数说明
fds是一个poll函数监听的结构列表,每一个元素中,包含了三部分内容:文件描述符,监听的事件集合,返回的事件集合
nfds表示数组fds的长度
timeout表示poll函数的超时时间,单位是毫秒(ms),每隔多少秒检测一次,0非阻塞,-1阻塞
events是用户需要关心的事件,用户告诉内核,renents是关心事件就绪情况,内核告诉用户
events和revents的取值:
事件 | 描述 | 是否可作为输入 | 是否可作为输出 |
---|---|---|---|
POLLIN | 数据(包括普通数据和优先数据)可读 | 是 | 是 |
POLLRDNORM | 普通数据可读 | 是 | 是 |
POLLRDBAND | 优先级带数据可读(linux不支持) | 是 | 是 |
POLLPRI | 高优先级数据可读,比如tcp带外数据 | 是 | 是 |
POLLOUT | 数据(包括普通数据和优先数据)可写 | 是 | 是 |
POLLWRNORM | 普通数据可写 | 是 | 是 |
POLLWRBAND | 优先级带数据可写 | 是 | 是 |
POLLERR | 错误 | 否 | 是 |
POLLHUP | 挂起。比如管道的写端被关闭后,读端描述符上将收到POLLHUP事件 | 否 | 是 |
POLLNVAL | 文件描述符没有打开 | 否 | 是 |
返回结果
返回值小于0,表示出错
返回值等于0,表示poll函数等待超时
返回值大于0,表示poll由于监听的文件描述符就绪而返回
socket就绪条件
和select一样
poll示例
PollServer类维护liten套接字和一个pollfd的数组,保存所有增加的套接字
初始化函数初始化套接字设置listen状态
运行函数先将listen套接字设置到数组第一个位置,设置关注事件读,timeout延时3秒,死循环调用poll函数获取状态,大于0说明有事件处理,调用事件分配函数
分配函数遍历数组取就绪事件fd,如果是监听套接字就将获得的fd插入到数组中,设置监听的事件。如果不是就读取缓冲区内容
PollServer
#include <poll.h>
#include "Socket.hpp"
#include "log.hpp"
static const uint16_t defaultport = 8000;
static const int fd_max = 64;
int defaultfd = -1;
int non_event = 0;
class PollServer
{
public:
PollServer()
{
for (int i = 0; i < fd_max; i++)
{
_event_fds[i].fd = defaultfd;
_event_fds[i].events = non_event;
_event_fds[i].revents = non_event;
}
}
bool Init()
{
_listensocket.Socket();
int opt = 1;
setsockopt(_listensocket._sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt, sizeof(opt));
_listensocket.Bind(defaultport);
_listensocket.Listen();
return true;
}
void Accepter()
{
cout << "get a new link" << endl;
std::string clientip;
uint16_t clinetport = 0;
int sock = _listensocket.Accept(&clientip, &clinetport);
if (sock < 0)
{
return;
}
lg.logmessage(info, "accept success,%s:%d.%d", clientip.c_str(), clinetport, sock);
// 添加sock
int pos = 1;
for (; pos < fd_max; pos++)
{
if (_event_fds[pos].fd != defaultfd)
{
continue;
}
else
{
break;
}
}
if (pos == fd_max)
{
lg.logmessage(warning, "server is full,close %d", sock);
close(sock);
// 可以扩容
}
else
{
_event_fds[pos].fd = sock;
_event_fds[pos].events = POLLIN;
_event_fds[pos].revents = non_event;
// 打印查看fdary
PrintFd();
}
}
void Recver(int fd, int pos)
{
char buff[1024];
ssize_t n = read(fd, buff, sizeof(buff) - 1);
if (n > 0)
{
buff[n] = 0;
cout << "get message:" << buff << endl;
}
else if (n == 0)
{
lg.logmessage(info, "client quit, me too, fd:", fd);
close(fd);
_event_fds[pos].fd = defaultfd; // 这里本质是移除
}
else
{
lg.logmessage(warning, "recv error,fd:", fd);
close(fd);
_event_fds[pos].fd = defaultfd; // 这里本质是移除
}
}
void Dispatcher()
{
// 遍历找出就绪描述符
for (int i = 0; i < fd_max; i++)
{
int fd = _event_fds[i].fd;
if (fd == defaultfd)
continue;
if (_event_fds[i].revents & POLLIN)
{
// 监听就绪
if (fd == _listensocket.Fd())
{
Accepter();
}
else // 读就绪
{
Recver(fd, i);
}
}
}
}
void Start()
{
// listen套接字放入第一个,并设置读事件
_event_fds[0].fd = _listensocket.Fd();
_event_fds[0].events = POLLIN;
int timeout = 3000; // 3s
for (;;)
{
// poll函数
int n = poll(_event_fds, fd_max, timeout);
// 就绪不处理,会一直通知,这时读取不会阻塞
switch (n)
{
case 0:
cout << "timeout..." << endl;
break;
case -1:
cerr << "poll error" << endl;
break;
default:
// 有事件就绪,todo
Dispatcher();
break;
}
}
}
void PrintFd()
{
cout << "online fd list: ";
for (int i = 0; i < fd_max; i++)
{
if (_event_fds[i].fd == defaultfd)
continue;
cout << _event_fds[i].fd << " ";
}
cout << endl;
}
~PollServer()
{
_listensocket.Close();
}
private:
Sock _listensocket;
struct pollfd _event_fds[fd_max]; // 用户维护的数组
};
PollServer.cc
#include <memory>
#include "PollServer.hpp"
int main()
{
std::unique_ptr<PollServer> svr(new PollServer);
svr->Init();
svr->Start();
return 0;
}
poll的优点
不同于select使用三个位图来表示fdset的方式,poll使用一个pollfd的指针实现
pollfd结构包含了要监视的ecent和发生的evnet,不再使用select“参数-值”传递的方式,接口使用比select更方便
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数目增多时
和select函数一样,poll返回后,需要轮询pollfd来获取就绪的描述符
每次调用poll都需要把大量的pollfd结构从用户态拷贝到内核中
同时连接的大量客户端在一时刻可能只有很少的处于就绪状态,因此随着监视的描述符数量的增长,其效率会线性下降