相比于传统的select()函数,poll()不仅支持监控更多的文件描述符,而且没有文件描述符数量的硬性限制,这使得它在高并发服务器和事件驱动框架等场景中得到了广泛应用
poll()函数的基本机制 poll()函数的核心机制在于它允许一个进程同时监视多个文件描述符,等待其中任何一个变得可读、可写或出现异常
这种机制极大地提高了I/O操作的效率,因为在一个进程中即可处理多个网络连接,而无需借助多线程或多进程
poll()函数的原型如下:
include
- `nfds`:要监视的文件描述符个数
- `timeout`:等待的超时时间(以毫秒为单位) -1表示无限等待,0表示立即返回(非阻塞模式)
pollfd结构体定义如下:
struct pollfd {
int fd; // 要监视的文件描述符
short events; // 等待的事件
short revents; // 实际发生的事件
};
- `fd`:要监视的文件描述符,例如套接字或管道
- `events`:等待的事件类型,例如POLLIN(有数据可读)、POLLOUT(可以写数据,不会阻塞)、POLLERR(发生错误)、POLLHUP(挂起事件,对方关闭连接)以及POLLNVAL(非法的文件描述符)等
- `revents`:poll返回时,实际发生的事件
poll()函数的使用方法
使用poll()函数进行I/O多路复用的典型步骤包括:
1.创建并初始化pollfd数组:为需要监控的文件描述符设置监视事件
2.调用poll函数:传入pollfd数组、数组大小和超时时间
3.处理事件:根据返回的revents判断哪个文件描述符有事件发生,并做出相应处理
以下是一个使用poll()监视两个套接字的简单示例:
include 当有新连接时,程序通过accept()函数接收连接
poll()函数的优势
poll()函数相比select()函数的优势主要体现在以下几个方面:
1.灵活性:poll()可以处理更多的文件描述符,不受select()的硬性限制
2.事件通知:poll()的pollfd数组更加直观,每个文件描述符有自己的事件和返回事件,这使得事件处理更加清晰
3.效率:poll()的实现较select()高效,特别是在需要监控大量文件描述符的场景中
poll()函数的应用场景
poll()函数提供了一种高效且灵活的方式来监控多个文件描述符的事件,特别适用于网络编程和I/O密集型应用 在实际应用中,poll()被广泛应用于高并发服务器、事件驱动框架等场景中
例如,在高并发服务器中,服务器需要同时处理多个客户端的连接和数据传输 使用poll()函数,服务器可以在一个进程中高效地监视多个套接字的读写事件,从而实现对客户端请求的及时响应和处理
此外,poll()函数还适用于需要同时处理多种I/O设备的场景,如嵌入式系统中的GPIO设备轮询 在这些场景中,poll()函数可以监视GPIO设备上的事件,如按键按下、传感器数据变化等,并采取相应的处理措施
poll()函数的局限性及改进
尽管poll()函数具有诸多优势,但在某些场景下仍存在局限性 例如,当需要监控的文件描述符数量非常大时,poll()函数的性能可能会受到影响,因为每次调用poll()函数时都需要将文件描述符数组从用户空间复制到内核空间
为了解决这个问题,Linux系统引入了epoll()函数,它是poll()函数的增强版 epoll()函数使用了一种更高效的数据结构和算法来管理文件描述符,从而在处理大规模并发连接时更加高效 因此,在对文件描述符数量和性能要求更高的场景中,epoll()函数是一个更好的选择
结论
综上所述,poll()函数是Linux系统中一个强大且高效的多路复用I/O操作工具 它允许一个进