poll函数

poll函数

  poll函数起源于SVR3,最初局限于流设备。SVR4取消了这种限制,允许poll工作在任何描述字上。poll提供的功能与select类似,不过在处理流设备时,它能够提供额外的信息。

  1.#include <poll.h>

  2.

  3.int poll(struct pollfd *fdarray, unsigned long nfds, int timeout);

  4.               返回:就绪描述字的个数,0-超时,-1-出错

  第一个参数是指向一个结构数组第一个元素的指针。每个数组元素都是一个pollfd结构,用于指定测试某个给定描述字fd的条件。

  struct pollfd{

  int fd;              //descriptor to check

  short events;    //events of interest on fd

  short revents;   //events that occurred on fd

  };

  要测试的条件由events成员指定,而返回的结果则在revents中存储。常用条件及含意说明如下:

poll函数可用的测试值

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。

  第二个参数nfds是用来指定数组fdarray的长度。

  最后一个参数timeout是指定poll函数返回前等待多长时间。它的取值如下:

 

timeout值说明
INFTIM永远等待
0立即返回,不阻塞进程
>0等待指定数目的毫秒数

 

  一个使用poll的网络程序例子:

  001./**

  002.  *TCP回射服务器的服务端程序

  003.  */

  004.#include <stdio.h>

  005.#include <stdlib.h>

  006.#include <unistd.h>

  007.#include <sys/socket.h>

  008.#include <sys/types.h>

  009.#include <netinet/in.h>

  010.#include <netdb.h>

  011.#include <string.h>

  012.#include <errno.h>

  013.#include <poll.h>   //for poll

  014.

  015.#define LISTENQ 1024

  016.#define MAXLINE 1024

  017.#define OPEN_MAX 50000

  018.#define SERVER_PORT 3333

  019.

  020.#ifndef INFTIM     /*按照书上解释:POSIX规范要求INFTIM在头文件<poll.h>中定义,不过*/

  021.#define INFTIM -1  /*许多系统仍然把它定义在头文件<sys/stropts.h>中,但是经过我的测试*/

  022.#endif             /*即使都包含这两个文件,编译器也找不到,不知何解。索性自己定义了。*/

  023.

  024.int main(int argc, char *argv[])

  025.{

  026.    int i, maxi, listenfd, connfd, sockfd;

  027.    int nready;

  028.    ssize_t n;

  029.    socklen_t clilen;

  030.    struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;

  031.    struct hostent  *hp;

  032.    char buf[BUFSIZ];

  033.    struct pollfd client[OPEN_MAX]; /*用于poll函数第一个参数的数组*/

  034.

  035.    if( argc != 2 )

  036.    {

  037.        printf("Please input %s <hostname>\n", argv[0]);

  038.        exit(1);

  039.    }

  040.

  041.    //创建socket

  042.    if( (listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0)) < 0 )

  043.    {

  044.        printf("Create socket error!\n");

  045.        exit(1);

  046.    }

  047.

  048.    //设置服务器地址结构

  049.    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));

  050.    servaddr.sin_family = AF_INET;

  051.    if( (hp = gethostbyname(argv[1])) != NULL )

  052.    {

  053.        bcopy(hp->h_addr, (struct sockaddr*)&servaddr.sin_addr, hp->h_length);

  054.    }

  055.    else if(inet_aton(argv[1], &servaddr.sin_addr) < 0 )

  056.    {

  057.        printf("Input Server IP error!\n");

  058.        exit(1);

  059.    }

  060.    servaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);

  061.

062.    //绑定地址

  063.    if( bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0 )

  064.    {

  065.        printf("IPaddress bound failure!\n");

  066.        exit(1);

  067.    }

  068.

  069.    //开始监听

  070.    listen(listenfd, LISTENQ);

  071.

  072.    client[0].fd = listenfd;         /*将数组中的第一个元素设置成监听描述字*/

  073.

  074.    client[0].events = POLLIN;  /*将测试条件设置成普通或优先级带数据可读,此处书中为POLLRDNORM,

  075.                                      但是怎么也编译不过去 ,编译器就是找不到,所以就临时改成了POLLIN这个条件,

  076.                                      希望以后能弄清楚。

  077.                                     */

  078.

  079.    for(i = 1;i < OPEN_MAX; ++i)     /*数组中的其它元素将暂时设置成不可用*/

  080.        client[i].fd = -1;

  081.    maxi = 0;

  082.

  083.    while(1)

  084.    {

  085.        nready = poll(client, maxi+1,INFTIM); //将进程阻塞在poll上

  086.        if( client[0].revents & POLLIN/*POLLRDNORM*/ ) /*先测试监听描述字*/

  087.        {

  088.            connfd = accept(listenfd,(struct sockaddr*)&servaddr, &clilen);

  089.            for(i = 1; i < OPEN_MAX; ++i)

  090.                if( client[i].fd < 0 )

  091.                {

  092.                    client[i].fd = connfd;  /*将新连接加入到测试数组中*/

  093.                    client[i].events = POLLIN;//POLLRDNORM; /*测试条件普通数据可读*/

  094.                    break;

  095.                }

  096.            if( i == OPEN_MAX )

  097.            {

  098.                printf("too many clients"); //连接的客户端太多了,都达到最大值了

  099.                exit(1);

  100.            }

  101.

  102.            if( i > maxi )

  103.                maxi = i;  //maxi记录的是数组元素的个数

  104.

  105.            if( --nready <= 0 )

  106.                continue;   //如果没有可读的描述符了,就重新监听连接

  107.        }

  108.

  109.        for(i = 1; i <= maxi; i++)  /*测试除监听描述字以后的其它连接描述字*/

  110.        {

  111.            if( (sockfd = client[i].fd) < 0) /*如果当前描述字不可用,就测试下一个*/

  112.                continue;

  113.

  114.            if(client[i].revents & (POLLIN/*POLLRDNORM*/ | POLLERR))/*如果当前描述字返回的是普通数据可读或出错条件*/

  115.            {

  116.                if( (n = read(sockfd, buf, MAXLINE)) < 0) //从套接口中读数据

  117.                {

  118.                    if( errno == ECONNRESET) //如果连接断开,就关闭连接,并设当前描述符不可用

  119.                    {

  120.                        close(sockfd);

  121.                        client[i].fd = -1;

  122.                    }

  123.                    else

  124.                        perror("read error");

  125.                }

  126.                else if(n == 0) //如果数据读取完毕,关闭连接,设置当前描述符不可用

  127.                {

  128.                    close(sockfd);

  129.                    client[i].fd = -1;

  130.                }

  131.                else

  132.                    write(sockfd, buf, n); //打印数据

  133.

  134.                if(--nready <= 0)

  135.                    break;

  136.

  137.            }

  138.        }

  139.    }

  140.

  141.    exit(0);

  142.}

  注:本章内容摘自<Unix 网络编程>第六章。

转载于:https://www.cnblogs.com/qq78292959/archive/2012/03/30/2425501.html

### poll 函数的使用说明与实现细节 #### 1. `poll` 的基本概念 `poll` 是一种用于多路复用 I/O 操作的机制,类似于 `select`,但它通过数组来管理文件描述符集合,因此在处理大量文件描述符时性能更优。它的主要功能是监控一组文件描述符的状态变化,并通知应用程序何时可以执行非阻塞式的读取或写入操作。 #### 2. 函数原型 以下是 `poll` 的标准 POSIX 定义[^4]: ```c #include <poll.h> int poll(struct pollfd fds[], nfds_t nfds, int timeout); ``` - **参数解释** - `fds[]`: 这是一个指向 `struct pollfd` 类型数组的指针,其中每个元素表示一个要被监控的文件描述符及其感兴趣的事件。 ```c struct pollfd { int fd; // 被监控的文件描述符 short events; // 应用程序希望监听的事件掩码 short revents; // 返回的实际发生的事件掩码 }; ``` - `nfds`: 表示上述数组中有效项的数量。 - `timeout`: 设置超时时间(单位为毫秒)。如果设置为 `-1`,则无限期等待;如果是 `0`,则立即返回而不阻塞。 - **返回值** - 成功时返回已准备好的文件描述符数量。 - 如果超时,则返回 `0`。 - 发生错误时返回 `-1` 并设置相应的 `errno` 值。 #### 3. 实现细节 `poll` 的核心在于其内部维护了一个等待队列,该队列为每一个注册到 `poll` 中的文件描述符分配了一组回调函数。这些回调会在特定条件下触发并唤醒正在休眠的进程。例如,在设备驱动开发中可以看到类似的结构定义[^2]: ```c struct joydev { ... wait_queue_head_t wait; /* 设备的 poll/select 等待队列头 */ ... }; ``` 这里展示了如何利用内核中的等待队列支持异步事件的通知机制。 另外需要注意的是,虽然用户空间 API 提供了统一接口给开发者调用,但在底层实现上可能依赖于不同的操作系统特性以及硬件抽象层的支持。对于 TCP/IP 协议栈而言,发送消息的操作也可能涉及复杂的缓冲区管理和状态机转换逻辑[^3]。 #### 4. 示例代码 下面给出一段简单的 C 语言例子展示如何使用 `poll` 来同时监测两个套接字连接上的活动情况: ```c #define MAX_EVENTS 2 int main(void) { struct pollfd fds[MAX_EVENTS]; int ret; fds[0].fd = socket_fd_1; fds[0].events = POLLIN | POLLPRI; // 关心普通数据到达或者紧急数据到来的情况 fds[1].fd = socket_fd_2; fds[1].events = POLLOUT; // 只关心能否写出数据 ret = poll(fds, MAX_EVENTS, TIMEOUT_MS); if (ret == -1) { perror("Poll failed"); return EXIT_FAILURE; } printf("%d file descriptors ready.\n", ret); if ((fds[0].revents & POLLERR)) handle_error_condition(); if ((fds[0].revents & POLLHUP)) handle_hangup_condition(); return EXIT_SUCCESS; } ``` 此片段演示了怎样配置不同类型的事件兴趣并通过轮询方式获取结果反馈。 ---
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