Linux网络基础-高级IO之poll

poll()函数：

#include <poll.h>

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

struct pollfd {
    int   fd;         /* 要监听的文件描述符 */
    short events;     /* 监听的事件集合 */
    short revents;    /* 发生的事件集合 */
};

说明：poll()较select()函数有了进一步的优化，一方面，将监听事件集同返回事件集分开，避免了每次调用重复手动构建监听事件集的麻烦，另一方面，poll()没有监听文件描述符集最大数量的限制，其他功能类似select()函数。
参数：

• fds：是一个要监听的结构列表，每一个元素包括三个字段，fd：要监听的文件描述符，events：监听的事件集合，revents：发生的事件集合。
• nfds：fds列表的长度。
• timeout：poll()等待的时间，单位为ms，值为-1时与select的timeout参数值为NULL时功能相同，select()函数的timout参数。

返回值：

• 大于0：表示监听的文件描述符列表中，发生事件的文件描述符个数。
• 等于0：timeout时间内还没有事件发生，超时返回0。
• 小于-1：调用失败，错误原因存于errno。

备注：events和revents的取值范围如下所示：

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
POLLPRI	高优先级数据可读，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
POLLRDHUP	TCP连接被对方关闭，或者对方关闭了写操作	是	是
POLLERR	错误	否	是
POLLHUP	挂起，如管道的写端关闭后，读端将收到POLLHUP事件	否	是
POLLNVAL	文件描述符没有打开	否	是

注：socket的就绪条件同select。

poll()优点：

• 将监听事件集同返回事件集分开，避免了每次调用重复手动构建监听事件集的麻烦。
• poll()没有监听文件描述符集最大数量的限制。

poll()缺点：

• 每次调用都需要把大量的poofd结构从用户拷贝到内核态。
• 内核在监听文件描述符集的时候需要轮询文件描述符列表，在文件描述符列表很大时，效率会很低。
• poll返回后，需要遍历pollfd列表获取就绪的文件描述符，在列表很大时，性能会下降。

基于poll()的ECHO服务器：

server.c：

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
#include<poll.h>

void Init(struct pollfd* fdlist,int size){
  int i = 0;
  for(;i < size;i++){
    fdlist[i].fd = -1;
    fdlist[i].events = 0;
    fdlist[i].revents = 0;
  }
}

void Add(int fd,struct pollfd* fdlist,int size){
  int i = 0;
  for(;i < size;i++){
    if(fdlist[i].fd == -1){
      fdlist[i].fd = fd;
      fdlist[i].events = POLLIN;
      break;
    }
  }
}

int main(int argc,char *argv[]){
  if(argc != 3){
    printf("Usage :./server ip port\n");
    return -1;
  }
  int sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
  if(sock < 0){
    perror("socket");
    return -2;
  }
  struct sockaddr_in saddr;
  saddr.sin_family = AF_INET;
  saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
  saddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
  int opt = 1;
  setsockopt(sock,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&opt,sizeof(opt));
  int ret = bind(sock,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));
  if(ret < 0){
    perror("bind");
    return -3;
  }
  ret = listen(sock,5);
  if(ret < 0){
    perror("listen");
    return -4;
  }
  struct pollfd fdlist[1024];
  Init(fdlist,sizeof(fdlist)/sizeof(struct pollfd));
  Add(sock,fdlist,sizeof(fdlist)/sizeof(struct pollfd));
  while(1){
    int ret = poll(fdlist,sizeof(fdlist)/sizeof(struct pollfd),1000);
    if(ret < 0){
      perror("poll");
      continue;
    }
    if(ret == 0){
      printf("poll timeout\n");
      continue;
    }
    int i = 0;
    for(;i < sizeof(fdlist)/sizeof(struct pollfd); i++){
      if(fdlist[i].fd == -1){
        continue;
      }
      if(!(fdlist[i].revents & POLLIN)){
        continue;
      }
      if(fdlist[i].fd == sock){
        struct sockaddr_in caddr;
        socklen_t len = sizeof(caddr);
        int connect_fd = accept(sock,(struct sockaddr*)&caddr,&len);
        if(connect_fd < 0){
          perror("connect");
          continue;
        }
        Add(connect_fd,fdlist,sizeof(fdlist)/sizeof(struct pollfd));
      }else{
        char buf[1024] = {0};
        ssize_t readsize = read(fdlist[i].fd,buf,sizeof(buf)-1);
        if(readsize < 0){
          perror("read");
          continue;
        }
        if(readsize == 0){
          printf("client say goodbay\n");
          close(fdlist[i].fd);
          fdlist[i].fd = -1;
          fdlist[i].events = 0;
          fdlist[i].revents = 0;
          continue;
        }
        printf("client $:%s",buf);
        write(fdlist[i].fd,buf,strlen(buf));
      }
    }
  }
  return 0;
}

client.c：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<string.h>


int main(int argc,char *argv[]){
  if(argc != 3){ 
    perror("Usage :./server ip port\n");
    return -1;
  }
  struct sockaddr_in addr;
  addr.sin_family = AF_INET;
  addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
  addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
  int sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
  if(sock < 0){
    perror("socket");
    return -1;
  }
  int ret = connect(sock,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
  if(ret < 0){
    perror("connect");
    return -2;
  }
  while(1){
    char buf[1024] = {0};
    printf("> ");
    fflush(stdout);
    read(0,buf,sizeof(buf)-1);
    ssize_t writesize = write(sock,buf,strlen(buf));
    if(writesize < 0){
      perror("write");
      continue;
    }
    ssize_t readsize = read(sock,buf,sizeof(buf)-1);
    if(readsize < 0){
      perror("read");
      continue;
    }
    if(readsize == 0){
      printf("server close\n");
      break;
    }
    buf[readsize] = 0;
    printf("server say:%s",buf);
  }
  close(sock);
  return 0;
}

结果展示：