54 深入解析poll多路复用技术

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一.多路复用 poll

1.1 poll接口

NAME poll, ppoll - wait for some event on a file descriptor SYNOPSIS #include <poll.h> int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout); #define _GNU_SOURCE /* See feature_test_macros(7) */ #include <signal.h> #include <poll.h> int ppoll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, const struct timespec *tmo_p, const sigset_t *sigmask);

参数说明

•fds是⼀个poll函数监听的结构列表. 每⼀个元素中, 包含了三部分内容: ⽂件描述符, 监听的事件集合, 返回的事件集合.

•nfds表⽰fds数组的⻓度.

•timeout表⽰poll函数的超时时间, 单位是毫秒(ms)

events的取值,对于我们来说,注重看POLLIN和POLLOUT即可,一个可读,一个可写

poll一次可以等待多个fd, fd&&events有效:用户告诉内核,你帮我关心,fd上面的events事件

poll成功返回时,fd&&events有效:用户告诉内核,你要我关心的fd上的events事件,已经就绪了

细节:

1. poll输入和输出参数分离了,所以不用再poll进行重置了,提升效率

2.poll等待的个数,没有上限,与文件描述符所处的数组是动态的对应

其中对应fd<0,不合法的,在内核中,不会关心这些fd的events

返回结果

•返回值⼩于0, 表⽰出错;

•返回值等于0, 表⽰poll函数等待超时;

•返回值⼤于0, 表⽰poll由于监听的⽂件描述符就绪⽽返回

1.2 poll的使用

大致用法与select差不多, 且需要注意的细节也差不多

#pragma once #include <iostream> #include <memory> #include <unistd.h> #include <sys/poll.h> #include "Socket.hpp" #include "Log.hpp" using namespace SocketModule; using namespace LogModule; class PollServer { const static int size = 4096; const static int defaultfd = -1; public: PollServer(int port) : _listensock(std::make_unique<TcpSocket>()), _isrunning(false) { _listensock->BuildTcpSocketMethod(port); for (int i = 0; i < size; i++) { _fds[i].fd = defaultfd; _fds[i].events = 0; _fds[i].revents = 0; } _fds[0].fd = _listensock->Fd(); _fds[0].events = POLLIN; } void Start() { _isrunning = true; while (_isrunning) { int timeout = 1000; // 1000毫秒 1秒 int n = poll(_fds, size, -1); // rfds: 0000 0000 switch (n) { case -1: LOG(LogLevel::ERROR) << "poll error"; break; case 0: LOG(LogLevel::INFO) << "time out..."; break; default: // 有事件就绪,就不仅仅是新连接到来了吧？读事件就绪啊？ LOG(LogLevel::DEBUG) << "有事件就绪了..., n : " << n; Dispatcher(); // 处理就绪的事件啊！ break; } } _isrunning = false; } // 事件派发器 void Dispatcher() { // 就不仅仅是新连接到来了吧？读事件就绪啊？ // 指定的文件描述符，在rfds里面，就证明该fd就绪了 for (int i = 0; i < size; i++) { if (_fds[i].fd == defaultfd) continue; // fd合法，不一定就绪 if (_fds[i].revents & POLLIN) { // fd_array[i] 上面一定是读就绪了 // listensockfd 新连接到来，也是读事件就绪啊 // sockfd 数据到来，读事件就绪啊 if (_fds[i].fd == _listensock->Fd()) { // listensockfd 新连接到来 Accepter(); } else { // 普通的读事件就绪 Recver(_fds[i].fd,i); } } // if (FD_ISSET(fd_array[i], &wfds)) // { // // fd_array[i] 上面一定是读就绪了 // } } } // 链接管理器 void Accepter() { InetAddr client; int sockfd = _listensock->Accept(&client); // accept会不会阻塞? if (sockfd >= 0) { // 获取新链接到来成功, 然后呢？？能不能直接 // read/recv()， sockfd是否读就绪，我们不清楚 // 只有谁最清楚，未来sockfd上是否有事件就绪？select！ // 将新的sockfd，托管给select！ // 如何托管? 将新的fd放入辅助数组！ LOG(LogLevel::INFO) << "get a new link, sockfd: " << sockfd << ", client is: " << client.StringAddr(); int pos = 0; for (; pos < size; pos++) { if (_fds[pos].fd == defaultfd) break; } if (pos == size) { LOG(LogLevel::WARNING) << "select server full"; close(sockfd); } else { _fds[pos].fd = sockfd; _fds[pos].events=POLLIN; } } } // IO处理器 void Recver(int fd, int pos) { char buffer[1024]; // 我在这里读取的时候，会不会阻塞? ssize_t n = recv(fd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0); // recv写的时候有bug吗？ if (n > 0) { buffer[n] = 0; std::cout << "client say@ " << buffer << std::endl; } else if (n == 0) { LOG(LogLevel::INFO) << "clien quit..."; // 必须先关闭再修改,反了就成为关闭-1了 close(fd); _fds[pos].fd = defaultfd; } else { LOG(LogLevel::ERROR) << "recv error"; // 必须先关闭再修改,反了就成为关闭-1了 close(fd); _fds[pos].fd = defaultfd; } } void PrintFd() { std::cout << "_fd_array[]: "; for (int i = 0; i < size; i++) { if (_fds[i].fd == defaultfd) continue; std::cout << _fds[i].fd << " "; } std::cout << "\r\n"; } void Stop() { _isrunning = false; } ~PollServer() { } private: std::unique_ptr<Socket> _listensock; bool _isrunning; struct pollfd _fds[size]; };

1.3 poll的优点

1.4 poll的缺点