Linux：IO多路转接之poll

文章目录

select的缺点
poll
- struct pollfd
- 解决缺点的方式
代码实现

本篇总结的是poll的相关内容，在总结poll的内容前，先回顾一下select的缺点

select的缺点

select的缺点也比较明显

等待的fd是有上限的，在我们当前这个版本来说，它能等待的最大值是1024，也就是说超过来了这个1024我们的处理方式是直接把链接的这个socket丢弃
输入输出型参数比较多，数据拷贝的频率比较高
输入输出型参数比较多，每次都要对关心的fd进行事件重置
在用户层来说，在使用第三方数组进行管理fd的时候，要进行很多次的遍历，在内核中检测fd的事件就绪的时候，也要进行遍历

那么为了解决上述的这些问题，我们引入了poll的概念：

poll

先看一下poll的相关接口

在这里插入图片描述
poll的接口和select的接口几乎一样，所以使用起来基本没什么区别，这里出现了一个新的结构体，pollfd：

struct pollfd

在这里插入图片描述
那么到这里就可以看一下poll是如何解决select的缺点的：

解决缺点的方式

1. 等待的fd是有上限的

在select当中，一个很大的问题是有上限，而这个问题出现的原因是因为select的设计当中，最根源的问题在于它的位图大小决定了只能容纳1024个新的请求，再多了就不能容纳了，所以为了解决这个问题，poll直接设置成无限大小，只要操作系统和内存能放得下，那就能放得下，这是poll对于select的一个解决方案

2. 输入输出型参数比较多

这个问题poll也成功的解决了，poll的解决方案是直接定义一个结构体：

在这里插入图片描述

在这个结构体当中，存在有fd，events，revents，那么这就意味着可以免去拷贝的工作，直接在结构体当中进行设置即可，对于不同类型的参数，用位图来进行表示，存储在short当中：

在这里插入图片描述

至此，对于输入输出型参数太多导致的问题也被poll解决了

3. 遍历

但是遗憾的是，poll并没有解决遍历带来的效率问题，并且更为严重的是，poll还可以无限的增加数组中元素的个数，所以理论上来说是可以存放100000个数组内容的，这就给遍历带来了相当大的问题，所以遍历这件事poll并没有解决，这是Linux的这种设计模式决定确实不能解决的，具体解决只能留到epoll来解决了

代码实现

整体来说只要会用select，poll就是在它之上进行优化的，所以我只是对于select的代码进行了一些更变就有了poll的代码逻辑

#pragma once#include <iostream>
#include <poll.h>
#include <sys/time.h>
#include "Socket.hpp"using namespace std;static const uint16_t defaultport = 8888;
static const int fd_num_max = 64;
int defaultfd = -1;
int non_event = 0;class PollServer
{
public:PollServer(uint16_t port = defaultport) : _port(port){for (int i = 0; i < fd_num_max; i++){_event_fds[i].fd = defaultfd;_event_fds[i].events = non_event;_event_fds[i].revents = non_event;// cout << "fd_array[" << i << "]" << " : " << fd_array[i] << endl;}}bool Init(){_listensock.Socket();_listensock.Bind(_port);_listensock.Listen();return true;}void Accepter(){// 我们的连接事件就绪了string clientip;uint16_t clientport = 0;int sock = _listensock.Accept(&clientip, &clientport); // 会不会阻塞在这里？不会if (sock < 0)return;lg(Info, "accept success, %s: %d, sock fd: %d", clientip.c_str(), clientport, sock);// sock -> fd_array[]int pos = 1;for (; pos < fd_num_max; pos++) // 第二个循环{if (_event_fds[pos].fd != defaultfd)continue;elsebreak;}if (pos == fd_num_max){lg(Warning, "server is full, close %d now!", sock);close(sock);// 扩容}else{// fd_array[pos] = sock;_event_fds[pos].fd = sock;_event_fds[pos].events = POLLIN;_event_fds[pos].revents = non_event;PrintFd();// TODO}}void Recver(int fd, int pos){// demochar buffer[1024];ssize_t n = read(fd, buffer, sizeof(buffer) - 1); // bug?if (n > 0){buffer[n] = 0;cout << "get a messge: " << buffer << endl;}else if (n == 0){lg(Info, "client quit, me too, close fd is : %d", fd);close(fd);_event_fds[pos].fd = defaultfd; // 这里本质是从select中移除}else{lg(Warning, "recv error: fd is : %d", fd);close(fd);_event_fds[pos].fd = defaultfd; // 这里本质是从select中移除}}void Dispatcher(){for (int i = 0; i < fd_num_max; i++) // 这是第三个循环{int fd = _event_fds[i].fd;if (fd == defaultfd)continue;if (_event_fds[i].revents & POLLIN){if (fd == _listensock.Fd()){Accepter(); // 连接管理器}else // non listenfd{Recver(fd, i);}}}}void Start(){_event_fds[0].fd = _listensock.Fd();_event_fds[0].events = POLLIN;int timeout = 3000; // 3sfor (;;){int n = poll(_event_fds, fd_num_max, timeout);switch (n){case 0:cout << "time out... " << endl;break;case -1:cerr << "poll error" << endl;break;default:// 有事件就绪了，TODOcout << "get a new link!!!!!" << endl;Dispatcher(); // 就绪的事件和fd你怎么知道只有一个呢？？？break;}}}void PrintFd(){cout << "online fd list: ";for (int i = 0; i < fd_num_max; i++){if (_event_fds[i].fd == defaultfd)continue;cout << _event_fds[i].fd << " ";}cout << endl;}~PollServer(){_listensock.Close();}private:Sock _listensock;uint16_t _port;struct pollfd _event_fds[fd_num_max]; // 数组, 用户维护的！// struct pollfd *_event_fds;// int fd_array[fd_num_max];// int wfd_array[fd_num_max];
};