【计算机网络】IO复用方法（三）——poll

易ლ拉罐

1026人浏览 · 2025-11-04 23:45:10

易ლ拉罐 · 2025-11-04 23:45:10 发布

一、poll 的基本概念

poll 是一种 I/O 多路复用技术，用于监视多个文件描述符的状态（可读、可写或异常）。与 select 类似，在指定时间内轮询一定数量的文件描述符，以测试其中是否有就绪者。但 poll 解决了 select 的一些限制，如文件描述符数量的限制。

poll 通过一个 pollfd 结构数组来管理文件描述符，支持更多的事件类型，且没有固定数量的文件描述符限制（仅受系统资源限制）。

二、 poll 函数原型

poll 函数原型：

#include <poll.h>
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);

参数说明：

fds：pollfd 结构数组，指定我们感兴趣的所有文件描述符的可读、可写和异常事件。
nfds：数组长度
timeout：超时时间（毫秒），-1 表示无限等待

返回值：

正数：就绪的文件描述符数量
0：超时
-1：出错

三、pollfd 结构详解

pollfd 结构定义如下：

struct pollfd {
    int fd;         // 文件描述符
    short events;   // 监视的事件
    short revents;  // 实际发生的事件
};

fd：指定文件描述符，

events：告诉poll监听fd上的哪些事件，是一系列的事件的按位或

revents：由内核修改，通知程序fd实际发生的哪些事件

可以在堆区malloc

常用事件标志：

POLLIN：数据可读
POLLOUT：可写
POLLERR：错误发生
POLLHUP：挂起
POLLNVAL：无效请求

四、poll 的使用步骤

定义一个 pollfd 结构数组，每个元素对应一个需要监视的文件描述符。结构包含文件描述符 fd、感兴趣的事件 events 和实际发生的事件 revents。

调用 poll 函数，传入 pollfd 数组、数组长度和超时时间（毫秒）。函数会阻塞直到有事件发生或超时。

检查每个 pollfd 的 revents 字段，确定哪些文件描述符就绪，并进行相应操作。

五、poll 示例代码

以下是一个简单的 poll 服务器示例，监听标准输入和套接字：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <poll.h>
#define MAXFD 10
int socket_init();
void fds_init(struct pollfd fds[]){
    for(int i=0;i<MAXFD;i++){
        fds[i].fd=-1;
        fds[i].events=0;
        fds[i].revents=0;
    }
}
//添加元素
void fds_add(struct pollfd fds[],int fd)
{
    for(int i=0;i<MAXFD;i++){
        if(fds[i].fd=-1){
            fds[i].fd=fd;
            fds[i].events=POLLIN;//读事件
            fds[i].revents=0;
            break;//只找一个空位
        }
    }
}
//删除元素
void fds_del(struct pollfd fds[],int fd)
{
    for(int i=0;i<MAXFD;i++){
        if(fds[i].fd=fd){
            fds[i].fd=-1;
            fds[i].events=0;
            fds[i].revents=0;
            break;//只找一个空位
        }
    }
}
//监听套接字
void accept_client(int sockfd,struct pollfd fds[]){
    int c=accept(sockfd,NULL,NULL);
    if(c<0){
        return;
    }
    printf("accpect c=%d\n",c);
    fds_add(fds,c);//将c添加
}
//连接套接字
void recv_data(int c,struct pollfd fds[]){
    char buff[128];
    int n=recv(c,buff,127,0);
    if(n<=0){
        fds_del(fds,c);
        close(c);
        printf("client close\n");
        return;
    }
    printf("buff (c=%d)=%s\n",c,buff);
    send(c,"ok",2,0);
}
int main(){
    int sockfd=socket_init();//创建监听套接字，当客户端执行connect连接服务器时，读事件就绪
    if(sockfd==-1){
        exit(1);
    }
    struct pollfd fds[MAXFD];
    fds_init(fds);//空
    fds_add(fds,sockfd);
    while (1)
    {
        int n=poll(fds,MAXFD,5000);//阻塞最长等待5s,当n>0,则
        if(n==-1){
            printf("poll errpr");
        }else if(n==0){
            printf("time out");
        }else{
            for(int i=0;i<MAXFD;i++){
                if(fds[i].fd==-1){
                    continue;
                }
                if(fds[i].revents&POLLIN){
                    if(fds[i].fd==sockfd){
                        accept_client(sockfd,fds);
                    }else{
                        recv_data(fds[i].fd,fds);
                    }
                }
            }
        }
    }
    
}
int socket_init(){//创建监听套接字
    int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if( sockfd == -1){//创建套接字失败
        return -1;
    }
    struct sockaddr_in saddr;//ipv4专用，制定ip端口
    memset(&saddr,0,sizeof(saddr));//清空
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_port = htons(6000);
    saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    int res = bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));//绑定，通用套接字
    if( res == -1){
        printf("bind err\n");
        return -1;
    }
    res = listen(sockfd,5);//监听队列
    if( res == -1){
        return -1;
    }
    return sockfd;
}

主函数：创建套接字，该部分主要用于指定ip端口，实时监听；定义一个数组，该数组用于创建文件描述符；首先情况该数组，将所有的值置为-1；添加，将sockfd添加到数组fds中；添加文件描述符到fds数组中，此时fds拥有的用户关心的描述符socket fd和事件（该实例只关心读事件）。此时调用库，将数组以及结构体大小传进来，得到返回值。（正数则为找到就绪的）。判断是哪一种套接字，如果是监听套接字则accpet，反之recv。

总结：找到哪个就绪的数据去处理。