unix下網絡編程之I/O複用（三）***

poll函數

    在上文unix下網絡編程之I/O複用（二）中已經介紹了select函數的相關使用，本文將介紹另外一個經常使用的I/O複用函數poll。poll提供的功能與select相似，不過在處理流設備時，它可以提供額外的信息。

poll函數原型：

1 2 3

#include<poll.h>     int  poll ( struct  pollfd * fdarray , unsigned long  nfds , int  timeout);     //返回：就需描述字的個數，0——超時，-1——出錯

 第一個參數是指向一個結構數組第一個元素的指針，每一個數組元素都是一個pollfd結構。以下：

1 2 3 4 5

struct  pollfd {      int  fd; //descriptor to check      short  events; //events of interest on fd `   short  revents; //events tha occurred on fd }

要測試的條件由events成員指定，函數在相應的revents成語中返回該描述字的狀態。（每一個描述字都有兩個變量，一個爲調用值，另外一個爲返回結果，從而避免使用值-結果參數，這與select函數是不一樣的）。下圖列出了用於指定events標誌以及測試revents標誌的一些常值。

上圖須要注意的是，POLLERR,POLLHUP,POLLNVAL是處理錯誤的描述字，所以它們也就不能夠出如今input事件中，即events。poll識別三類數據：普通（normal），優先級帶（priority band）和高優先級（high priority）。

對TCP和UPD而言，如下條件引發poll返回特定的revents。

一、 All regular TCP data and all UDP data is considered normal. 
二、 TCP's out-of-band data (Chapter 24) is considered priority band. 
三、 When the read half of a TCP connection is closed (e.g., a FIN is received), this is also considered normal data and a subsequent read operation will return 0. 
四、 The presence of an error for a TCP connection can be considered either normal data or an error (POLLERR). In either case, a subsequent read will return –1 with errno set to the appropriate value. This handles conditions such as the receipt of an RST or a timeout. 
五、 The availability of a new connection on a listening socket can be considered either normal data or priority data. Most implementations consider this normal data. 
六、 The completion of a nonblocking connect is considered to make a socket writable.

                                                                                    ——《unix網絡編程》第三版

參數nfds，指示結構數組中元素的個數。

參數timeout：

與select中的timeout不一樣，poll函數的timeout參數是一int值，表示poll函數返回前等待多長時間，它是毫秒級別的。它有三種狀況的取值：

　　一、INFTIM（一個負數值 -1），表示永遠等待，即一直阻塞，-1：一直阻塞到fds數組中有一個達到就緒態或者捕獲到一個信號。

　　二、0，表示當即返回，非阻塞。

　　三、>0，表示正待指定數目的毫秒數。

poll函數的返回值：

當poll發生錯誤時，poll函數的返回值-1，若定時器時間到以前沒有任何描述字就緒，則返回0，不然返回就緒描述字的個數，即其revents成員值非0的描述字個數。

若是咱們再也不關心某個特定描述字，那麼能夠把與他對應的pollfd結構的fd成員設置成一個負值。poll函數將忽略這樣的pollfd結構的events成員，返回時將它的revents成員的值置爲0。

 

poll函數的通訊列子：一個簡單的TCP回射服務器程序

pollServer.c:使用select機制的服務器程序

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94

#include <stdio.h> #include <string.h> #include <arpa/inet.h> #include <netinet/in.h> #include <sys/socket.h> #include <poll.h>   /*環境爲ubuntu10.04自帶c環境，沒法自動引入下列宏，因此本身寫在前面了*/ #define INFTIM -1 #define POLLRDNORM  0x040       /* Normal data may be read.  */ #define POLLRDBAND  0x080       /* Priority data may be read.  */ #define POLLWRNORM  0x100       /* Writing now will not block.  */ #define POLLWRBAND  0x200       /* Priority data may be written.  */   #define MAXLINE  1024 #define OPEN_MAX  16 //一些系統會定義這些宏 #define SERV_PORT  10001   int  main() {      int  i , maxi ,listenfd , connfd , sockfd ;      int  nready;      int  n;      char  buf[MAXLINE];      socklen_t clilen;      struct  pollfd client[OPEN_MAX];        struct  sockaddr_in cliaddr , servaddr;      listenfd = socket(AF_INET , SOCK_STREAM , 0);      memset (&servaddr,0, sizeof (servaddr));      servaddr.sin_family = AF_INET;      servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);      servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);        bind(listenfd , ( struct  sockaddr *) & servaddr, sizeof (servaddr));      listen(listenfd,10);      client[0].fd = listenfd;      client[0].events = POLLRDNORM;      for (i=1;i<OPEN_MAX;i++)      {          client[i].fd = -1;      }      maxi = 0;        for (;;)      {          nready = poll(client,maxi+1,INFTIM);          if  (client[0].revents & POLLRDNORM)          {              clilen = sizeof (cliaddr);              connfd = accept(listenfd , ( struct  sockaddr *)&cliaddr, &clilen);              for (i=1;i<OPEN_MAX;i++)              {                  if (client[i].fd<0)                  {                      client[i].fd = connfd;                      client[i].events = POLLRDNORM;                      break ;                  }              }              if (i==OPEN_MAX)              {                  printf ( "too many clients! \n" );              }              if (i>maxi) maxi = i;              nready--;              if (nready<=0) continue ;          }            for (i=1;i<=maxi;i++)          {              if (client[i].fd<0) continue ;              sockfd = client[i].fd;              if (client[i].revents & (POLLRDNORM|POLLERR))              {                  n = read(client[i].fd,buf,MAXLINE);                  if (n<=0)                  {                      close(client[i].fd);                      client[i].fd = -1;                  }                  else                  {                      buf[n]= '\0' ;                      printf ( "Socket %d said : %s\n" ,sockfd,buf);                      write(sockfd,buf,n); //Write back to client                  }                  nready--;                  if (nready<=0) break ; //no more readable descriptors              }          }      }      return  0; }

客戶端程序參考上一篇文章。

總結：

   本文介紹了poll函數的原型，參數說明，注意事項以及一個簡單的代碼例子。在unix後續版本中，加入了epoll函數I/O複用機制，它在必定條件下更加高效，在之後的文章中，會對epoll機制再進行詳細的描述。以前在學習python的時候，也接觸了select和poll，可是當時瞭解的比較淺顯，但願經過最近的學習能夠對unix下I/O複用有更深刻的認識。