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【Linux】I/O 轮询技术 - poll

Posted by 西维蜀黍 on 2021-09-29, Last Modified on 2022-12-10

poll

poll在select的基础之上进行改进，并避免不需要的检查。但是，当 fd 较多的时候，它的性能还是十分低下的。通过poll 实现的轮询与select相似，但性能限制有所改善。

#include <poll.h> 

int poll (struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);

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

解释

  • 每一个pollfd结构体对应一个被观察的 fd ；
  • 在pollfd结构体中，events字段表示期望被观察的事件（以事件为位掩码表示）；revents字段表示被内核观察到的事件，这个字段由内核来设置。因此，所有在events字段中被指定的事件都可能出现在revents中；
  • 与select不同的是，在poll中，不需要指定对于异常的监测；
  • poll会返回发生了观察事件的 fd 的数量。当返回0时，说明在达到超时时间后，仍然没有反生任何观察事件；而返回-1说明发生了错误。

一个完整的poll调用例子

#include <stdio.h> 
#include <unistd.h> 
#include <poll.h>

#define TIMEOUT 5	/* poll timeout, in seconds */

int main (void) {
	struct pollfd fds[2]; 
	int ret;

	/* watch stdin for input */ 
	fds[0].fd = STDIN_FILENO; 
	fds[0].events = POLLIN;

	/* watch stdout for ability to write (almost always true) */ 
	fds[1].fd = STDOUT_FILENO; 
	fds[1].events = POLLOUT;

	/* All set, block! */ 
	ret = poll (fds, 2, TIMEOUT * 1000); 
	if (ret == −1) {
		perror ("poll");
		return 1; 
	}
	if (!ret) { 
		printf ("%d seconds elapsed.\n", TIMEOUT); 		
		return 0; 
	}

	if (fds[0].revents & POLLIN) 
		printf ("stdin is readable\n");

	if (fds[1].revents & POLLOUT) 
		printf ("stdout is writable\n");
	
	return 0;
}

poll vs select

poll基于select进行改进：

  • poll不需要用户计算 fd 集合数量的最大值；
  • poll对应处理 fd 的索引值较大的情况时，效率更高。具体来说，在select中，如果仅仅检测一个值为900的 fd 时，内核需要从0开始扫描各个 fd ，直到第900个（因为在调用select时，需要传入值最大的 fd 的数字）；而在poll中，只需要传入一个长度为1的pollfd数组，从而避免了从1-900的 fd 扫描；
  • 开发者在调用poll时，更加方便。在select中， fd 集合会在select调用返回时重新构造，因此在下一次调用select时，必须重新构造 fd 集合；而在poll中，由于events域和revents域分离，在下一次调用poll时，开发者不需要再重新构造 fd 集合。

Reference

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