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1 前言

上一篇文章我們學(xué)習(xí)了多路轉(zhuǎn)接中的Select，其操作很簡單，但有一些缺陷：

1. 每次調(diào)用 select，都需要手動設(shè)置 fd 集合， 從接口使用角度來說也非常不便。
2. 每次調(diào)用 select， 都需要把 fd 集合從用戶態(tài)拷貝到內(nèi)核態(tài)， 這個開銷在 fd 很多時會很大。這個是多路轉(zhuǎn)接IO無法避免的問題！
3. 同時每次調(diào)用 select 都需要在內(nèi)核遍歷傳遞進來的所有 fd，這個開銷在 fd 很多時很大。
4. select 支持的文件描述符數(shù)量太小！雖然操作系統(tǒng)中文件描述符也有限制，但是這是操作系統(tǒng)的缺陷。同樣select也是缺點

而poll方案可以解決其中的兩個缺點：

• select支持的文件描述符少，poll理論上可以支持無限個文件描述符。
• select每次調(diào)用接口都需要手動設(shè)置fd集合，poll不需要！

那么接下來我們就來看poll是怎樣實現(xiàn)的。

1 poll接口介紹

首先poll的作用與select一模一樣：等待多個文件描述符！只負責(zé)等待！

我們來看看poll接口:

OLL(2)                                                                   Linux Programmer's Manual                                                                   POLL(2)NAMEpoll, ppoll - wait for some event on a file descriptorSYNOPSIS#include <poll.h>int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);#define _GNU_SOURCE         /* See feature_test_macros(7) */#include <signal.h>#include <poll.h>int ppoll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds,const struct timespec *tmo_p, const sigset_t *sigmask);

poll接口中只有三個參數(shù)：

1. struct pollfd *fds:這時一個文件描述符數(shù)組，其中每個元素是一個結(jié)構(gòu)體，其中包含文件描述符，需要處理的事件類型。
2. nfds_t nfds:表示文件描述符的數(shù)量！
3. timeout:輸入性參數(shù)，這里直接采用的是毫秒，不使用結(jié)構(gòu)體！等于0時是非阻塞IO，等于-1時是阻塞IO！
4. 返回值表示是否成功：大于0 即有n個就緒了；等于0表示超時了；小于0就是poll出錯了！

我們來看看struct pollfd內(nèi)部是怎么樣的 ：

struct pollfd {int   fd;         /* file descriptor */short events;     /* requested events */short revents;    /* returned events */};

我們對比一下select，select需要傳入三個事件集，輸入輸出性參數(shù)，每次都會發(fā)生改變！所以才需要每次調(diào)用都要進行初始化。而poll使用一個結(jié)構(gòu)體，對于這個文件描述符有兩種事件：requested events 與 returned events！輸入輸出并不互相干擾！那么就解決了select需要不斷初始化的問題。

那么事件類型有哪些呢？

宏定義	描述
POLLIN	普通或優(yōu)先級帶數(shù)據(jù)可讀
POLLRDNORM	同POLLIN
POLLRDBAND	數(shù)據(jù)可讀（優(yōu)先級帶數(shù)據(jù)）
POLLPRI	高優(yōu)先級數(shù)據(jù)可讀
POLLOUT	普通數(shù)據(jù)可寫
POLLWRNORM	同POLLOUT
POLLWRBAND	數(shù)據(jù)可寫（優(yōu)先級帶數(shù)據(jù)）
POLLERR	發(fā)生錯誤
POLLHUP	掛起，對方關(guān)閉連接
POLLNVAL	描述字不是一個打開的文件

這些都是宏定義，short events;是一個16位位圖，可以通過宏定義進行匹配設(shè)置！我們想要查看哪些事件，或者有哪些事件就緒了，就都可以通過位運算進行判斷就可以了！

通過結(jié)構(gòu)體的兩個位圖：

1. 用戶就可以告訴內(nèi)核需要幫我們對fd的哪些事件進行等待了
2. 內(nèi)核也可以通過位圖告訴用戶fd的哪些事件就緒了！

3 代碼編寫

我們僅僅需要對select的代碼做出一些修改即可：

首先，poll需要一個struct pollfd數(shù)組，這里儲存需要處理的fd。初始化事遍歷進行將對應(yīng)fd設(shè)置為-1，事件設(shè)置為0，將listen套接字加入就可以：

	void Initserver(){// 對數(shù)組進行初始化for (int i = 0; i < gnum; i++){fd_array[i].fd = gdefault;fd_array[i].events = 0;fd_array[i].revents = 0;}// 加入監(jiān)聽套接字fd_array[0].fd = _listensock->GetSockfd();fd_array[0].events = POLLIN;}//...// pollstruct pollfd fd_array[gnum];

然后對Loop函數(shù)進行修改，我們不在需要對數(shù)據(jù)遍歷更新rfds了，這樣代碼看起來就整潔了許多！

void Loop(){// 進入服務(wù)while (true){// 創(chuàng)建timeoutint timeout = 1000;// 進行selectint n = ::poll(fd_array, gnum, timeout);switch (n){case 0:// 超時LOG(DEBUG, "timeout \n");break;case -1:// 出錯了LOG(ERROR, "select error\n");break;default:// 正常LOG(INFO, "have event ready: n = %d\n", n);// 處理事件HandlerEvent();PrintDebug();break;}}}

接下來就是HandlerEvent函數(shù)，進行判斷的策略依然是遍歷，這里只關(guān)心讀事件：

void HandlerEvent(){// 遍歷fd_array判斷是否有就緒的新事件for (int i = 0; i < gnum; i++){if (fd_array[i].fd == gdefault)continue;// 如果有新事件if (fd_array[i].revents & POLLIN){// 進行判斷是scokfd 還是普通fdif (fd_array[i].fd == _listensock->GetSockfd()){Accepter();}// 普通fd 進行正常讀寫else{HandlerIO(fd_array[i]);}}}}

然后就是對于普通套接字和監(jiān)聽套接字的處理，針對數(shù)組進行稍微修改即可：

void Accepter(){// 連接事件就緒InetAddr addr;int sockfd = _listensock->Accepter(&addr); // 已經(jīng)就緒 ,不會阻塞// 這時會得到一個新連接if (sockfd > 0){LOG(DEBUG, "get a new link , client info %s:%d\n", addr.Ip().c_str(), addr.Port());// 將新獲取的fd加入到數(shù)組中LOG(INFO, "get new fd :%d\n", sockfd);bool flag = false;for (int i = 0; i < gnum; i++){if (fd_array[i].fd == gdefault){flag = true;fd_array[i].fd = sockfd;fd_array[i].events = POLLIN;break;}elsecontinue;}if (flag == false){LOG(WARNING, "fd_array have fill!\n");return;// 可以進行擴容}}}void HandlerIO(struct pollfd &sp){char buffer[1024];int n = ::recv(sp.fd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0);if (n > 0){// 讀取到了數(shù)據(jù)buffer[n] = 0;std::string echo_str = "[client say]#";echo_str += buffer;std::cout << echo_str << std::endl;// 返回一個報文std::string content = "<html><body><h1>hello bite</h1></body></html>";std::string ret_str = "HTTP/1.0 200 OK\r\n";ret_str += "Content-Type: text/html\r\n";ret_str += "Content-Length: " + std::to_string(content.size()) + "\r\n\r\n";ret_str += content;// echo_str += buffer;::send(sp.fd, ret_str.c_str(), ret_str.size(), 0); // 臨時方案}else if (n == 0){// 此時fd退出了LOG(INFO, "fd:%d quit!\n", sp.fd);::close(sp.fd);sp.fd = gdefault;sp.events = 0;sp.revents = 0;}else{LOG(ERROR, "recv error! errno:%d\n", errno);::close(sp.fd);sp.fd = gdefault;}}

來看效果：

很好的實現(xiàn)了我們的需求！代碼也比select更加的簡單了！

4 總結(jié)

Poll的底層其實也是遍歷，對我們傳入的數(shù)據(jù)進行遍歷，這樣的效率其實比select并不能高出太多！也就是說poll依然有這樣的缺點：

1. 每次調(diào)用 select， 都需要把 fd 集合從用戶態(tài)拷貝到內(nèi)核態(tài)， 這個開銷在 fd 很多時會很大。這個是多路轉(zhuǎn)接IO無法避免的問題！
2. 同時每次調(diào)用 select 都需要在內(nèi)核遍歷傳遞進來的所有 fd，這個開銷在 fd 很多時很大。

這樣poll 的處境就很尷尬，沒有select資歷早，適配性不如select。性能又比不過epoll!
下一篇文章我們來學(xué)習(xí)epoll!