I/O多路复用之select,poll和epoll_图解select poll epoll-优快云博客

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select和pselect

头文件

#include <sys/select.h>

函数定义

int select(int n,fd_set * readfds,fd_set * writefds,fd_set * exceptfds,struct timeval * timeout);

int pselect(int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, const struct timespec *timeout, const sigset_t *sigmask);

int maxfdp

一个整数值，是指集合中所有文件描述符的范围，即所有文件描述符的最大值加1，不能错！在Windows中这个参数的值无所谓，可以设置不正确。

fd_set *readfds

指向fd_set结构的指针，这个集合中应该包括文件描述符，我们是要监视这些文件描述符的读变化的，即我们关心是否可以从这些文件中读取数据了，如果这个集合中有一个文件可读，select就会返回一个大于0的值，表示有文件可读，如果没有可读的文件，则根据timeout参数再判断是否超时，若超出timeout的时间，select返回0，若发生错误返回负值。可以传入NULL值，表示不关心任何文件的读变化。

fd_set*writefds

是指向fd_set结构的指针，这个集合中应该包括文件描述符，我们是要监视这些文件描述符的写变化的，即我们关心是否可以向这些文件中写入数据了，如果这个集合中有一个文件可写，select就会返回一个大于0的值，表示有文件可写，如果没有可写的文件，则根据timeout参数再判断是否超时，若超出timeout的时间，select返回0，若发生错误返回负值。可以传入NULL值，表示不关心任何文件的写变化。

fd_set *errorfds

同上面两个参数的意图，用来监视文件错误异常。

struct timeval *timeout

struct timespec *timeout

是select的超时时间，这个参数至关重要，它可以使select处于三种状态，第一，若将NULL以形参传入，即不传入时间结构，就是将select置于阻塞状态，一定等到监视文件描述符集合中某个文件描述符发生变化为止；第二，若将时间值设为0秒0毫秒，就变成一个纯粹的非阻塞函数，不管文件描述符是否有变化，都立刻返回继续执行，文件无变化返回0，有变化返回一个正值；第三，timeout的值大于0，这就是等待的超时时间，即select在timeout时间内阻塞，超时时间之内有事件到来就返回了，否则在超时后不管怎样一定返回，返回值同上述。

sigset_t *sigmask

选择的信号屏蔽字。若sigmask为空，那么在与信号有关的方面，pselect的运行状况和select相同。否则，sigmask指向一信号屏蔽字，在调用pselect时，以原子操作的方式安装该信号屏蔽字。在返回时恢复以前的信号屏蔽字。

struct fd_set 结构体的基本操作

FD_ZERO(fd_set *) 清空集合

FD_SET(int ,fd_set*)将一个给定的文件描述符加入集合之中

FD_CLR(int,fd_set*)将一个给定的文件描述符从集合中删除

FD_ISSET(int ,fd_set* )检查集合中指定的文件描述符是否可以读写

struct timeval结构体

struct timeval{
long tv_sec; 秒
long tv_usec; 微妙
};

struct timespec
{
time_t tv_sec;秒
long tv_nsec; 纳秒
};

区别

1.select超时值用timeval指定，但pselect用timespec指定。timeval是秒和微妙，timespec是秒和纳秒所以timespec提供了比timeval更准确的超时时间。

2.pselect的超时值被声明为const，这就保证调用pselect不会改变此值。

3.pselect可以在函数等待期间屏蔽指定的信号，不被信号打断。

poll和ppoll(linux特有)

头文件

#include <poll.h>

函数定义

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

int ppoll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, const struct timespec *timeout, const sigset_t *sigmask);

struct pollfd *fds

是一个struct pollfd结构类型的数组，用于存放需要检测其状态的Socket描述符；每当调用这个函数之后，系统不会清空这个数组，操作起来比较方便；特别是对于 socket连接比较多的情况下，在一定程度上可以提高处理的效率；这一点与select()函数不同，调用select()函数之后，select() 函数会清空它所检测的socket描述符集合，导致每次调用select()之前都必须把socket描述符重新加入到待检测的集合中；因此，select()函数适合于只检测一个socket描述符的情况，而poll()函数适合于大量socket描述符的情况

nfds_t nfds

标记数组fds中的结构体元素的总数量

int timeout

poll函数调用阻塞的时间，单位：毫秒

struct timespec *timeout

看上文介绍

const sigset_t *sigmask

看上文介绍

strust pollfd 结构体

结构体定义

typedef struct pollfd {
int fd; /* 需要被检测或选择的文件描述符*/
short events; /* 对文件描述符fd上感兴趣的事件 */
short revents; /* 文件描述符fd上当前实际发生的事件*/
} pollfd_t;

events和revents描述事件

POLLIN 有数据可读

POLLRDNORM 有普通数据可读

POLLRDBAND 有优先数据可读

POLLPRI 有紧迫数据可读

POLLOUT 写数据不会导致阻塞

POLLWRNORM 写普通数据不会导致阻塞

POLLWRBAND 写优先数据不会导致阻塞

POLLMSGSIGPOLL 消息可用

epoll

头文件

#include <sys/epoll.h>

函数定义

int epoll_create(int size);创建一个epoll

int size:告诉内核监听的数目

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);epoll事件注册函数

int epfd:epoll的句柄

int op:表示动作，用3个宏来表示：

EPOLL_CTL_ADD(注册新的fd到epfd)，

EPOLL_CTL_MOD(修改已经注册的fd的监听事件)，

EPOLL_CTL_DEL(从epfd删除一个fd)

int fd:需要监听的标示符

struct epoll_event *event:告诉内核需要监听的事件

struct epoll_event {

__uint32_t events; /* Epoll events */

epoll_data_t data; /* User data variable */

};

events可以是以下几个宏的集合：

EPOLLIN ：表示对应的文件描述符可以读（包括对端SOCKET正常关闭）

EPOLLOUT：表示对应的文件描述符可以写

EPOLLPRI：表示对应的文件描述符有紧急的数据可读（这里应该表示有带外数据到来）

EPOLLERR：表示对应的文件描述符发生错误

EPOLLHUP：表示对应的文件描述符被挂断

EPOLLET：将EPOLL设为边缘触发(Edge Triggered)模式，这是相对于水平触发(Level Triggered)来说的

EPOLLONESHOT：只监听一次事件，当监听完这次事件之后，如果还需要继续监听这个socket的话，需要再次把这个socket加入到EPOLL队列里

typedef union epoll_data {

void *ptr;

int fd;

__uint32_t u32;

__uint64_t u64;

} epoll_data_t;