Poll
poll本质上和select没有区别，它将用户传入的数组拷贝到内核空间，然后查询每个fd对应的设备状态，如果设备就绪则在设备等待队列中加入一项并继续遍历，如果遍历完所有fd后没有发现就绪设备，则挂起当前进程，直到设备就绪或者主动超时，被唤醒后它又要再次遍历fd。
这个过程经历了多次无谓的遍历。
它没有最大连接数的限制，原因是它是基于链表来存储的，但是同样有一个缺点：
1、大量的fd的数组被整体复制于用户态和内核地址空间之间，而不管这样的复制是不是有意义。
2、poll还有一个特点是“水平触发”，如果报告了fd后，没有被处理，那么下次poll时会再次报告该fd。
poll与select不同，通过一个pollfd数组向内核传递需要关注的事件，故没有描述符个数的限制，pollfd中的events字段和revents分别用于标示关注的事件和发生的事件，故pollfd数组只需要被初始化一次。
poll的实现机制与select类似，其对应内核中的sys_poll，只不过poll向内核传递pollfd数组，然后对pollfd中的每个描述符进行poll，相比处理fdset来说，poll效率更高。poll返回后，需要对pollfd中的每个元素检查其revents值，来得指事件是否发生。
调用形式
api
#include <poll.h>
int poll(struct pollfd fds[], nfds_t nfds, int timeout)；
参数说明
fds：存放需要被检测状态的Socket描述符；与select不同（select函数在调用之后，会清空检测socket描述符的数组），每当调用这个函数之后，系统不会清空这个数组，而是将有状态变化的描述符结构的revents变量状态变化，操作起来比较方便；
nfds：用于标记数组fds中的struct pollfd结构元素的总数量；
timeout：poll函数调用阻塞的时间，单位是MS（毫秒）
struct pollfd结构
【在源码文件poll.h文件中】
struct pollfd {
int fd; /* poll 的文件描述符. */
short events; /* fd 上感兴趣的事件(等待的事件).*/
short revents; /* fd 上实际发生的事件. */
};
这个结构中
fd表示文件描述符，
events表示请求检测的事件位掩码，
常量 说明
POLLIN 普通或优先级带数据可读
POLLRDNORM 普通数据可读
POLLRDBAND 优先级带数据可读
POLLPRI 高优先级数据可读
POLLOUT 普通数据可写
POLLWRNORM 普通数据可写
POLLWRBAND 优先级带数据可写
POLLERR 发生错误
POLLHUP 发生挂起
POLLNVAL 描述字不是一个打开的文件
注意：后三个只能作为描述字的返回结果存储在revents中，而不能作为测试条件用于events中。
revents表示检测之后返回的事件位掩码，如果当某个文件描述符有状态变化时，revents的值就不为空。
返回值
大于0：表示数组fds中有socket描述符的状态发生变化，或可以读取、或可以写入、或出错。
并且返回的值表示这些状态有变化的socket描述符的总数量；此时可以对fds数组进行遍历，以寻找那些revents不空的socket描述符，然后判断这个里面有哪些事件以读取数据。
等于0：表示没有socket描述符有状态变化，并且调用超时。
小于0：此时表示有错误发生，此时全局变量errno保存错误码。
源码
服务端
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */
#include <sys/time.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <poll.h>
#define backlog 5
#define BUFFSIZE 1024
int create_listenfd(const char *ip, unsigned short port)
{
int listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(-1 == listenfd)
{
perror("socket");
return -1;
}
struct sockaddr_in serv_addr;
memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_port = htons(port);
serv_addr.sin_addr.s_addr = (ip == NULL ? INADDR_ANY :inet_addr(ip));
if(-1 == bind(listenfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)))
{
perror("bind");
close(listenfd);
return -1;
}
printf("bind success!\n");
if(-1 == listen(listenfd, backlog))
{
perror("listen");
close(listenfd);
return -1;
}
printf("listening ...\n");
return listenfd;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int listenfd = create_listenfd(NULL,atoi(argv[2]));
if(-1 == listenfd)
{
return 0;
}
char buff[BUFFSIZE];
int recvbytes, sendbytes;
struct pollfd eventfds[BUFFSIZE];
memset(eventfds, 0, sizeof(eventfds));
eventfds[0].fd = STDIN_FILENO;
eventfds[0].events = POLLIN;
eventfds[1].fd = listenfd;
eventfds[1].events = POLLIN;
while(1)
{
int ret = poll(eventfds, BUFFSIZE, 3*1000);
if(-1 == ret)
{
perror("poll");
break;
}
else if(0 == ret)
{
printf("timeout...\n");
}
else
{
for(int i = 0; i <= BUFFSIZE; i++)
{
int fd = eventfds[i].fd;
if(eventfds[i].revents & POLLIN)
{
if(fd == STDIN_FILENO)
{
fgets(buff, sizeof(buff), stdin);
printf("gets:%s",buff);
}
else if(fd == listenfd)
{
int connectfd = accept(listenfd, NULL, NULL);
if(-1 == connectfd)
{
perror("accept");
close(listenfd);
return 0;
}
printf("A new client(fd=%d) is connect success!\n", connectfd);
eventfds[connectfd - listenfd + 1].fd = connectfd;
eventfds[connectfd - listenfd + 1].events = POLLIN;
}
else
{
recvbytes = recv(fd, buff, sizeof(buff), 0);
if(recvbytes < 0)
{
perror("recv");
eventfds[i].events = 0;
eventfds[i].fd = -1;
close(fd);
break;
}
if(recvbytes == 0)
{
printf("client(fd=%d) is closed!\n", fd);
eventfds[i].events = 0;
eventfds[i].fd = -1;
close(fd);
break;
}
printf("server recv from client(fd=%d):%s", fd, buff);
}
}
}
}
}
close(listenfd);
return 0;
}
客户端
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */
#define backlog 5
#define BUFFSIZE 1024
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(-1 == sockfd)
{
perror("socket");
exit(EXIT_FAILURE);
}
struct sockaddr_in serv_addr;
memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
if(-1 == connect(sockfd, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr)))
{
perror("connect");
close(sockfd);
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("connect success!\n");
char buff[BUFFSIZE];
int recvbytes, sendbytes;
while(1)
{
fgets(buff, sizeof(buff), stdin);
if(0 == strncmp(buff, "quit", 4))
{
printf("client quit!\n");
break;
}
sendbytes = send(sockfd, buff, strlen(buff)+1, 0);
if(sendbytes <= 0)
{
perror("send");
break;
}
}
close(sockfd);
return 0;
}
运行
./server 127.0.0.1 8888
./client 127.0.0.1 8888
./client 127.0.0.1 8888
个人收获
-
技术是和语言无关的，最底层的原理，还是 c 语言更加强大。
-
要知道原理首先知道大概的方式，然后通过阅读代码的方式，而不是直接阅读源码。
-
这些内容在《linux 网络编程》中肯定都是有的，内容大同小异。
参考资料
更多学习
更多实时资讯，前沿技术，生活趣事。尽在【老马啸西风】
交流社群：[交流群信息](https://mp.weixin.qq.com/s/rkSvXxiiLGjl3S-ZOZCr0Q)
