Linux - io多路复用(poll和epoll)

最新推荐文章于 2024-10-15 18:24:24 发布

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分类专栏： Linux入门文章标签：开源

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本文介绍了Linux系统编程中的三种I/O多路复用技术：select、poll和epoll。select使用描述符集合，poll利用链表管理，而epoll通过事件注册避免轮询，提高效率。详细讲解了三者的编程模型，包括它们的使用方法、事件类型及优缺点。epoll以其高效性成为现代Linux系统编程的首选。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

No.1 pool:轮询

1. 没有最大描述符好的限制 ()
1. select在操作描述符号的时候用的是描述符号集合(数组) fd_set
  poll在操作描述符号的时候用的是链表

select 阻塞 poll 把动静赋值到结构体的链表中,然后返回

   poll编程模型：
   	+ 1. 创建fd结构体数组(实际上是一个链表)
   			struct pollfd fds[300]; 
   	+ 2. 把描述符号设置好
   			struct pollfd {
     			 int   fd;         /* 描述符号 */
     			 short events;     /* 请求事件 */
     			 short revents;    /* 返回事件 */
 			 	};
   			
   			POLLIN     		有数据可以读
   		    POLLRDNORM		有普通数据可以读
   		    POLLRDBAND 		有优先数据可以读
   		
   		    POLLPRI  	    有紧急数据可以读
   		
   		    POLLOUT			写数据不会阻塞  可以写
   		    POLLWRNORM  	可以写普通数据
   		    POLLWRBAND 	    可以写优先数据
   		
   		    POLLMSGSIGPOLL 	消息可以使用
   		    POLLER			指定的fd出现错误
   		    POLLHUP			指定的fd被挂起
   		    POLLNVAL		指定的fd是错误的
   	+ 3. 监视
   			poll
   	+ 4. 根据poll的返回值针对性操作

 #include <sys/select.h>
/* According to earlier standards */
#include <sys/time.h>
#include <poll.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    struct pollfd fds[10]={0};
    
    fds[0].fd = 0;//监控终端标准输入设备
    fds[0].events = POLLIN;//监控 有数据可读行为
    char buff[256];
    while(1)
    {
        int r = poll(fds,1,0);
        // printf("r:%d\n",r);
        if(r>0)
        {
            printf("%d有动静了\n",r);
            if(fds[0].revents&POLLIN)
            {
                scanf("%s",buff);
                printf("接收到了:%s\n",buff);
            }
           
        }
    }

    return 0;
}

No.2 eploo:中断

select和poll没有本质的区别,他们都是轮询fd是否有动静
+ select是没有动静就阻塞,有动静就返回
+ poll是没有动静都写结构体成员revents然后返回
+ 效率受描述符号个数的影响（监视的描述符号越多,效率越低）
epoll是优化后的poll,通过注册事件来避开轮询，有变化会发消息

epoll的编程模型：
1. 创建epoll
epoll_create
2. 注册描述符号的事件
epoll_ctl
3. 等待消息的到来，挨个处理事件
epoll_wait

 #include <sys/epoll.h>
 int epoll_create(int size);
 int epoll_create1(int flags);
 int epoll_ctl(
 	int epfd, 					//epoll的返回值,epoll的id
 	int op,						//操作方式
 			EOPLL_CTL_ADD
 			EPOLL_CTL_MOD
 			EPOLL_CTL_DEL
 	int fd, 					//需要监视的fd
 	struct epoll_event *event);	//监视描述符号信息链表 链表头
 	typedef union epoll_data {
        void        *ptr;
        int          fd;
        uint32_t     u32;
        uint64_t     u64;
    } epoll_data_t;

    struct epoll_event {
        uint32_t     events;      /* Epoll events */
        epoll_data_t data;        /* User data variable */
    };
 	int epoll_wait(
 		int epfd,						//epoll的idepoll_creat的返回值 
 		struct epoll_event *events,//监视描述符号信息链表 链表头
         int maxevents,			//事件结构体数量,第二个参数的结构体数量
         int timeout);

如果等到了,返回有动静的描述符号数量

epoll的简单使用

 #include <sys/select.h>
/* According to earlier standards */
#include <sys/time.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    //1. 创建epoll
    int epfd = epoll_create(2);
    //2. 注册事件
    struct epoll_event ev;
    ev.events = EPOLLIN;
    ev.data.fd = 0;

    int r = epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,0,&ev);
    if(r==-1)printf("注册失败!%m\n"),exit(-1);
    printf("注册事件成功!%m\n");
   
    char buff[256];
    struct epoll_event events[2];
    while(1)
    {
        r = epoll_wait(epfd,events,2,1000);
        // printf("r:%d\n",r);
        if(r>0)
        {
            printf("%d有动静了\n",r);
            if(events[0].data.fd==0)
            {
                scanf("%s",buff);
                printf("接收到了:%s\n",buff);
            }
           
        }
        else if(0==r)
        {
            continue;
        }
        else
        {
            printf("出问题了!\n");
        }
    }

    return 0;
}