- 作者: 雪山肥鱼
- 时间：20210815 12:26
- 目的：了解 poll 模型
poll API
int poll(struct poll *fds, nfds_t nfds, int timeout);
struct pollfd {
int fd; //文件描述符
short events; //监控的事件
short revents; /*监控事件中满足条件返回的事件*/
}
POLLIN 普通或带外有限数据可读 POLLRDNORM | POLLRDBAND
POLLPRI 高优先级刻度数据
POLLOUT 普通或带外可写数据
POLLWRNORM 数据可写
POLLWRBAND 优先级带外数据可写
POLLERR 发生错误
POLLHUP 发生挂起
POLLWAL 描述符不是一个打开的文件
nfds 监控数组中哟多少个文件描述符需要被监控
poll 模型解决了什么
在上一节中，已经了解了select的缺点。那么poll 模型解决了select哪些缺点呢？
- 失忆性
导致的每次循环都要把需要监控的fd再复制一份传给select 参数
rset = allset; /* 每次循环时都从新设置select监控信号集*/
nready = select(maxfd+1, &rset, NULL, NULL, NULL); /*多路I/O复用*/
- 有限性
监控fd个数的有限性, 即 fd_set 的大小 1024
由此可知， poll模型其实本质和select 一样
- 依旧要遍历监控集，然后在其中寻找出反应集所对应的fds。
- 依旧靠反应堆的下标，检测反应堆。
代码示例
/* server.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <poll.h>
#include <errno.h>
#include <ctype.h>
#include "my_socket.h"
#define MAXLINE 80
#define SERV_PORT 8888
#define OPEN_MAX 1024
int main(int argc, char *argv[])
{
int i, j, maxi, listenfd, connfd, sockfd;
int nready;
ssize_t n;
char buf[MAXLINE], str[INET_ADDRSTRLEN];
socklen_t clilen;
struct pollfd client[OPEN_MAX];
struct sockaddr_in cliaddr, servaddr;
listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
Bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
Listen(listenfd, 20);
client[0].fd = listenfd;
client[0].events = POLLRDNORM; /* listenfd监听普通读事件*/
for (i = 1; i < OPEN_MAX; i++)
client[i].fd = -1; /* 用-1初始化client[]里剩下元素*/
maxi = 0; /* client[]数组有效元素中最大元素下标*/
while(1)
{
nready = poll(client, maxi+1, -1); /* 阻塞*/
//解复用时间复制程度
if (client[0].revents & POLLRDNORM)
{ /* 有客户端链接请求*/
clilen = sizeof(cliaddr);
connfd = Accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &clilen);
printf("received from %s at PORT %d\n",
inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)),
ntohs(cliaddr.sin_port));
for (i = 1; i < OPEN_MAX; i++)
if (client[i].fd < 0)
{
client[i].fd = connfd; /* 找到client[]中空闲的位置，存放accept返回的connfd */
break;
}
if (i == OPEN_MAX)
perr_exit("too many clients");
client[i].events = POLLRDNORM | POLLERR; /* 设置刚刚返回的connfd，监控读事件,以及错误监控*/
if (i > maxi)
maxi = i; /* 更新client[]中最大元素下标*/
if (--nready <= 0)
continue; /* 没有更多就绪事件时,继续回到poll阻塞*/
}
for (i = 1; i <= maxi; i++)
{ /* 检测client[] */
if ( (sockfd = client[i].fd) < 0)
continue;
if (client[i].revents & (POLLRDNORM | POLLERR))
{
if ( (n = Read(sockfd, buf, MAXLINE)) < 0)
{
perr_exit("read error");
}
else if (n == 0)
{
/* connection closed by client */
printf("client[%d] closed connection\n", i);
Close(sockfd);
client[i].fd = -1;
}
else
{
for (j = 0; j < n; j++)
buf[j] = toupper(buf[j]);
Writen(sockfd, buf, n);
}
if (--nready <= 0)
break; /* no more readable descriptors */
}
}
}
return 0;
}
poll vs select
反应堆的不同
select vs poll.png
- select 的反应堆 就是 fd_set 1024 位， 用bitmap 去 进行监控，只要时maxfd 以上的都要监控(包括maxfd)
- poll 的反应堆 是 struct pollfd 的数组. poll 的反应堆和监控容器是一个。并不像 select 的第 2、3、4 ，3个参数即是传入参数，又是传出参数。
所以导致两者 API 参数的明显不同
/*select*/
rset = allset; /* 每次循环时都从新设置select监控信号集*/
nready = select(maxfd+1, &rset, NULL, NULL, NULL); /*多路I/O复用*/
/*poll*/
nready = poll(client, maxi+1, -1); /* 阻塞*/
监控数量不同
poll 能监控的fd 个数是不限（对比select）的，可以用 ulimit -a 查看可以监控多少fd， 能打开多少，就能监控多少。
监控容器的不同
- select 的 监控容器 是 int client[1024] , 其中 值不为 -1 的 组成 监控集，监控集中既有listenfd 也有 connfed, 但是listenfd的位置并不不固定。
select 的监控容器 和反应堆是不同的 - poll 的监控容器 是 struct pollfd client [..] 其中 client[i].fd 不为-1 的 组成监控集，监控集的 [0]即 client[0].fd = -1， 为listenfd.
poll 的监控容器和反应堆是相同的
监控方式的不同
上述不同 导致 监控方式不同
select -> bitmap 驱动：FD_SET(listenfd, &allset);
poll -> events/revents 驱动， 设置监控的events, 查看revents是否是我想要的，从而获得有反应的fd。
/*select*/
maxfd = listenfd; /* 初始化*/
maxi = -1; /* client[]的下标*/
for (i = 0; i < FD_SETSIZE; i++)
client[i] = -1; /* 用-1初始化client[] */
FD_ZERO(&allset);
FD_SET(listenfd, &allset); /* 构造select监控文件描述符集*/
/*poll*/
client[0].fd = listenfd;
client[0].events = POLLRDNORM; /* listenfd监听普通读事件*/
for (i = 1; i < OPEN_MAX; i++)
client[i].fd = -1; /* 用-1初始化client[]里剩下元素*/
maxi = 0; /* client[]数组有效元素中最大元素下标*/
- 对listenfd 处理的不同
同4
/*select*/
for (i = 0; i < FD_SETSIZE; i++)
if (client[i] < 0)
{
client[i] = connfd; /* 保存accept返回的文件描述符到client[]里*/
break;
}
FD_SET(connfd, &allset); /* 添加一个新的文件描述符到监控信号集里*/
if (connfd > maxfd)
maxfd = connfd; /* select第一个参数需要*/
if (i > maxi)
maxi = i; /* 更新client[]最大下标值*/
if (--nready == 0)
continue; /* 如果没有更多的就绪文件描述符继续回到上面select阻塞监听,负责处理未
处理完的就绪文件描述符*/
/*poll*/
for (i = 1; i < OPEN_MAX; i++)
if (client[i].fd < 0)
{
client[i].fd = connfd; /* 找到client[]中空闲的位置，存放accept返回的connfd */
break;
}
if (i == OPEN_MAX)
perr_exit("too many clients");
client[i].events = POLLRDNORM | POLLERR; /* 设置刚刚返回的connfd，监控读事件,以及错误监控, 丢到反应堆中*/
if (i > maxi)
maxi = i; /* 更新client[]中最大元素下标*/
if (--nready <= 0)
continue; /* 没有更多就绪事件时,继续回到poll阻塞*/
上述代码很明显看的出select 反应堆和反应容器是不同的，poll 是同一个。
对connfd (clients)的处理
bitmaps vs events
/*select*/
for (i = 0; i <= maxi; i++)
{ /* 检测哪个clients 有数据就绪*/
if ( (sockfd = client[i]) < 0)
continue;
if (FD_ISSET(sockfd, &rset))
{...}
}
/*poll*/
for (i = 1; i <= maxi; i++)
{ /* 检测client[] */
if ( (sockfd = client[i].fd) < 0)
continue;
if (client[i].revents & (POLLRDNORM | POLLERR))
{...}
}
- select
先从检查容器中过滤出监控集（ fd 非-1 )
靠的是 FD_ISSET - poll
先从监控容器/反应堆中 过滤出 监控集(client[i].fd != -1)
靠的是检查 client[i].revents 的事件
代码检测
客户端代码与select 客户端代码相同。 效果一致。
select 与 poll 都是水平触发。 后续专门会针对 水平触发和边沿出写一篇文章。
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