网路基础 — 浅析I/O多路转接之poll技术

不念不忘少年蓝@ 2022-06-09 23:26 165阅读 0赞

# 浅析I/O多路转接之poll技术 #

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在我的上一篇博客当中[I/O多路转接之select服务器认识和编写][I_O_select]我们了解到了select服务器的优点和缺点 ，已经掌握 select

函 数 的 基本用 法，我们也看到了其实select服务器还是很多问题的，在历史的长河当中它的性能问 题在用户体验上的影响 会越来越 大，

这 个 时 候终于有人受不了了， 可能是它需要同时监视超过1024个文件描述符，又 或者它觉得代码太难编写了需要一 遍 一遍的遍历，所以

决定自己写一个另外一种系统调用函数来提升 性能，这个时候 poll出现在我们的面前。 我们来看看 他如何 解决 select 问 题呢?

**poll函数**

**不同于select使用三个位图来表示三种fdset，poll他就是使用一个pollfd结构体来表示这些.**

![20170805114113956][]

我们首先把重点放到那些红线里面，这里是POLL函数提高效率的一个关键，我们逐一来注意一下该结构体的内容. 首先fd就不用说什么

，也就是我们的 sock文件描述符,这里最关键的就是下面两个，因为fd上面需要关心的时事件都存 在events里面 而revents就是用来存

放实际发生了那些事件用来返回 的.

**events可以表示合法的事件如下：**

<table style="font-size:15px;border-collapse:collapse;border-spacing:0px;border:1px solid rgb(238,238,238);color:rgb(63,63,63);font-family:'microsoft yahei';"> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th style="line-height:20px;vertical-align:top;border:1px solid rgb(238,238,238);">事件</th> 
   <th align="center" style="line-height:20px;vertical-align:top;border:1px solid rgb(238,238,238);">描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="line-height:20px;vertical-align:top;border:1px solid rgb(238,238,238);">POLLIN</td> 
   <td align="center" style="line-height:20px;vertical-align:top;border:1px solid rgb(238,238,238);">有数据可读</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="line-height:20px;vertical-align:top;border:1px solid rgb(238,238,238);">POLLRDNORM</td> 
   <td align="center" style="line-height:20px;vertical-align:top;border:1px solid rgb(238,238,238);">有普通数据可读</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="line-height:20px;vertical-align:top;border:1px solid rgb(238,238,238);">POLLRDBAND</td> 
   <td align="center" style="line-height:20px;vertical-align:top;border:1px solid rgb(238,238,238);">有优先数据可读。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="line-height:20px;vertical-align:top;border:1px solid rgb(238,238,238);">POLLPRI</td> 
   <td align="center" style="line-height:20px;vertical-align:top;border:1px solid rgb(238,238,238);">有紧迫数据可读。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="line-height:20px;vertical-align:top;border:1px solid rgb(238,238,238);">POLLOUT</td> 
   <td align="center" style="line-height:20px;vertical-align:top;border:1px solid rgb(238,238,238);">写数据不会导致阻塞</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="line-height:20px;vertical-align:top;border:1px solid rgb(238,238,238);">POLLWRNORM</td> 
   <td align="center" style="line-height:20px;vertical-align:top;border:1px solid rgb(238,238,238);">写普通数据不会导致阻塞</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="line-height:20px;vertical-align:top;border:1px solid rgb(238,238,238);">POLLWRBAND</td> 
   <td align="center" style="line-height:20px;vertical-align:top;border:1px solid rgb(238,238,238);">写优先数据不会导致阻塞</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="line-height:20px;vertical-align:top;border:1px solid rgb(238,238,238);">POLLMSGSIGPOLL</td> 
   <td align="center" style="line-height:20px;vertical-align:top;border:1px solid rgb(238,238,238);">消息可用。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**除了上面，revents域中还可能返回下列事件：**

**这些事件在events域中无意义，因为它们在合适的时候总是会从revents中返回。**

其实这里我们就可以看到poll函数较与select函数的优点在哪里，因为如果你是select函数，在调用完之后， select() 函数会清空 它

的文件描述符fd指 定的关心的事件(也就是清空位图)，这些在下次都得遍历来重新定义.也 就是又遍历 一遍fd集合. POLL函数: fds：

是一个struct pollfd结构类型的数 组，用于存放需要检测其状态的Socket描述符；每当调用这个函数之后，系 统不会清空这 个数组，

操作起来比较方便；特别是对于socket连接比较多的 情况下，在一定程度上可以提高处理的效 率；这一点与select()函数 不同，调用

select()函数之后，select()函数会清空它所检测的socket描述符集 合，导致 每 次调用select()之前都必须把socket描 述符重新加

入到待检测的集合中；因此，select()函数适合于只检测一个 socket描述符的情况，而

poll()函数适合于大量socket描 述符的情况；

**nfds**

nfds\_t类型的参数，用于标记数组fds中的结构体元素的总数量；

**timeout：**

**timeout 为 -1**   
  
这会造成 poll 永远等待。poll() 只有在一个描述符就绪时返回，或者在调用进程捕捉到信号时返回(在这里，poll 返回 -1)，并 且

设置 errno 值 为 EINTR 。-1 可以用宏定义常量 INFTIM 来代替(在 pth.h 中有定义) 。

**timeout 等于0**

在这种情况下，测试所有的描述符，并且 poll() 立刻返回。这允许在 poll 中没有阻塞的情况下找出多个文件描述 符的状态。

**time > 0**

这将以毫秒为单位指定 timeout 的超时周期。poll() 只有在超时到期时返回，除非一个描述符变为就绪，在这种情 况下，它立刻

返回 如果超时周期 到 齐，poll() 返回 0。这里也可能会因为某个信号而中断该等待。和 select 一样， 文件描述符是否阻塞对

poll 是否 阻塞没有任何影响. 其实我们应该已经看出来poll服务器的优势了吧~ 它首先相对于select服务来说，提升了性能它用

pollfd结构体，防 止了程序里面 嵌套的各种各样繁琐 循环，以及呢select服务器它最大可以同时监视的文件描述符是一个定长的，

而poll 改变了这个因为它是由用 户输入的长度，你输入多少那么我就给你 多少个pollfd结构体，这样有问题也不关我函数的 事情，

使用户自己使用出现问题. 是不 是感觉poll完美了？无敌了？ 其实我们应该冷静下来，再想 想为什么当前基 本都 在使用最广泛

的是epoll服务器而不是poll？ 如果 poll这么无坚不摧的他为什么会被epoll取代？

思考一下 poll服务器 在怎么样的 应用场景下，就会出现问题?

**select和poll都需要在返回后，通过遍历文件描述符来获取已经就绪的socket，这样想如果你可以表示的文件描** **述符** **超级超级的** **多**

**，这时候有人攻** **击你，让你的服务器短时间内产生大量的用户，因为每次返回后都需要遍历文件** **描述符来** **获取已经就绪的** **socket，**

**这时候如果用户足够的多，别人** **给你创建了骚起来创建用户，让你返回每次遍历** **的时候拥有接** **近死循环的遍历长度，这** **时候poll**

**服务器何谈性能而言? 其实如果不解决通过遍历查** **找就绪的文件描** **述符这种形式你的** **服务器其实就是相对不安全，而且** **就算是没有**

**人攻击你，比如像双11这种购物节，如果马云使用** **的poll服务器那** **么，** **服务器可能骚起来挂，马云心态就该崩了.**

**所以呢，因为poll也是在返回后，通过遍历文件描述符来获取已经就绪的socket，事实上，在连接的大量的客户端** **在某一时刻他** **们之**

**间就绪的客户** **端通常不会很多，因为随着文件描述符的增多，poll的效率也会成线性下降.这个时** **候就出现了poll的升级版本** **epoll，**

**它真的可以完美解决掉一切** **select和poll所遇到的问题，而且技术很成熟很稳定** **效率很高，当今拥有最好的I/O就绪通知** **方法，在**

**下一个博客我会详细的说明他底层的实现原** **理.**

[I_O_select]: http://blog.csdn.net/dawn_sf/article/details/76645851
[20170805114113956]: /images/20220610/832b2d829df94d5eb3114fc435347259.png

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