unix下網(wǎng)絡編程之I/O復用（三）

看風景D人 2014-01-08

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poll函數(shù)

在上文unix下網(wǎng)絡編程之I/O復用（二）中已經(jīng)介紹了select函數(shù)的相關使用，本文將介紹另一個常用的I/O復用函數(shù)poll。poll提供的功能與select類似，不過在處理流設備時，它能夠提供額外的信息。

poll函數(shù)原型：

#include<poll.h>

int poll (struct pollfd * fdarray , unsigned long nfds , int timeout);

//返回：就需描述字的個數(shù)，0——超時，-1——出錯

第一個參數(shù)是指向一個結構數(shù)組第一個元素的指針，每個數(shù)組元素都是一個pollfd結構。如下：

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(shù)在相應的revents成語中返回該描述字的狀態(tài)。（每個描述字都有兩個變量，一個為調用值，另一個為返回結果，從而避免使用值-結果參數(shù)，這與select函數(shù)是不同的）。下圖列出了用于指定events標志以及測試revents標志的一些常值。

上圖需要注意的是，POLLERR,POLLHUP,POLLNVAL是處理錯誤的描述字，因此它們也就不可以出現(xiàn)在input事件中，即events。poll識別三類數(shù)據(jù)：普通（normal），優(yōu)先級帶（priority band）和高優(yōu)先級（high priority）。

對TCP和UPD而言，以下條件引起poll返回特定的revents。

1、 All regular TCP data and all UDP data is considered normal.
2、 TCP's out-of-band data (Chapter 24) is considered priority band.
3、 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.
4、 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.
5、 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.
6、 The completion of a nonblocking connect is considered to make a socket writable.

——《unix網(wǎng)絡編程》第三版

參數(shù)nfds，指示結構數(shù)組中元素的個數(shù)。

參數(shù)timeout：

與select中的timeout不同，poll函數(shù)的timeout參數(shù)是一int值，表示poll函數(shù)返回前等待多長時間，它是毫秒級別的。它有三種情況的取值：1、INFTIM（一個負數(shù)值），表示永遠等待，即一直阻塞。2、0，表示立即返回，非阻塞。3、>0，表示正待指定數(shù)目的毫秒數(shù)。

poll函數(shù)的返回值：

當poll發(fā)生錯誤時，poll函數(shù)的返回值-1，若定時器時間到之前沒有任何描述字就緒，則返回0，否則返回就緒描述字的個數(shù)，即其revents成員值非0的描述字個數(shù)。

如果我們不再關心某個特定描述字，那么可以把與他對應的pollfd結構的fd成員設置成一個負值。poll函數(shù)將忽略這樣的pollfd結構的events成員，返回時將它的revents成員的值置為0。

poll函數(shù)的通信列子：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

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <arpa/inet.h>

#include <netinet/in.h>

#include <sys/socket.h>

#include <poll.h>

/*環(huán)境為ubuntu10.04自帶c環(huán)境，無法自動引入下列宏，所以自己寫在前面了*/

#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(tǒng)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(shù)的原型，參數(shù)說明，注意事項以及一個簡單的代碼例子。在unix后續(xù)版本中，加入了epoll函數(shù)I/O復用機制，它在一定條件下更加高效，在以后的文章中，會對epoll機制再進行詳細的描述。之前在學習python的時候，也接觸了select和poll，但是當時了解的比較淺顯，希望通過最近的學習可以對unix下I/O復用有更深入的認識。