linux c poll

poll 是 Linux 系统下的一种 I/O 多路复用机制，它允许一个进程监视多个文件描述符，等待这些文件描述符中的任何一个变为可读、可写或发生异常条件。以下是关于 poll 的基础概念、优势、类型、应用场景以及可能遇到的问题和解决方法：

基础概念

poll 函数是 Linux 系统调用，用于监视多个文件描述符的状态。它接受一个 pollfd 结构体数组作为参数，每个 pollfd 结构体包含一个文件描述符、感兴趣的事件以及发生的事件。

优势

跨平台支持：poll 是 POSIX 标准的一部分，因此它在一个支持 POSIX 的系统上可以在不同的线程间通用。
灵活性：与 select 相比，poll 没有最大文件描述符数量的限制，这使得它在处理大量并发连接时更加高效。
减少系统调用：poll 只需要一次系统调用就可以监视多个文件描述符，而 select 在每次调用时都需要重新初始化文件描述符集合。

类型

poll 主要涉及以下类型：

pollfd 结构体：包含文件描述符、感兴趣的事件和发生的事件。
POLLIN：表示文件描述符可读。
POLLOUT：表示文件描述符可写。
POLLERR：表示文件描述符发生错误。
POLLHUP：表示文件描述符挂起事件。

应用场景

poll 常用于需要处理大量并发连接的服务器，如 Web 服务器、聊天服务器等。它可以有效地监视多个客户端连接，当任何一个连接有数据可读或可写时，poll 会立即返回。

可能遇到的问题及解决方法

效率问题：虽然 poll 比 select 更高效，但在处理大量文件描述符时，仍然可能遇到性能瓶颈。此时，可以考虑使用 epoll（Linux 特有）或 kqueue（BSD 系统）等更高效的 I/O 多路复用机制。
编程复杂性：使用 poll 需要管理多个文件描述符的状态，这可能会增加编程的复杂性。为了简化编程，可以使用一些高级的网络库，如 Boost.Asio（C++）或 libevent（C/C++），这些库封装了底层的 I/O 多路复用机制，提供了更简洁的 API。
错误处理：在使用 poll 时，需要注意处理各种可能的错误情况，如文件描述符无效、系统调用被中断等。为了确保程序的健壮性，应该对这些错误情况进行适当的处理。

示例代码（C 语言）

下面是一个简单的 poll 使用示例，该示例创建了一个监听套接字，并使用 poll 来等待客户端连接：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <poll.h>

#define MAX_CLIENTS 10

int main() {
    int listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    struct sockaddr_in server_addr = {0};
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    server_addr.sin_port = htons(8080);

    bind(listen_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));
    listen(listen_fd, SOMAXCONN);

    struct pollfd fds[MAX_CLIENTS + 1];
    fds[0].fd = listen_fd;
    fds[0].events = POLLIN;
    int nfds = 1;

    while (1) {
        int ret = poll(fds, nfds, -1);
        if (ret < 0) {
            perror("poll");
            exit(1);
        }

        if (fds[0].revents & POLLIN) {
            struct sockaddr_in client_addr = {0};
            socklen_t client_len = sizeof(client_addr);
            int conn_fd = accept(listen_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_len);
            if (conn_fd < 0) {
                perror("accept");
                continue;
            }

            fds[nfds].fd = conn_fd;
            fds[nfds].events = POLLIN;
            nfds++;
        }

        for (int i = 1; i < nfds; i++) {
            if (fds[i].revents & POLLIN) {
                char buf[1024];
                ssize_t n = read(fds[i].fd, buf, sizeof(buf));
                if (n <= 0) {
                    close(fds[i].fd);
                    fds[i] = fds[nfds - 1];
                    nfds--;
                    i--;
                } else {
                    write(fds[i].fd, buf, n); // Echo back
                }
            }
        }
    }

    close(listen_fd);
    return 0;
}

这个示例创建了一个简单的回声服务器，它使用 poll 来等待客户端连接和数据。当有新的客户端连接时，服务器会接受连接并将其添加到 poll 的监视列表中。当客户端发送数据时，服务器会读取数据并将其回显给客户端。