linux poll使用

poll 是 Linux 系统中的一个系统调用，用于监视多个文件描述符的状态变化，比如是否可读、可写或出现异常条件。它是处理多个 I/O 操作的一种高效方式，相比于传统的 select，poll 在处理大量文件描述符时有更好的性能。

基本概念

poll 函数允许程序等待多个文件描述符中的任何一个变为可读、可写或有异常条件待处理。其函数原型如下：

#include <poll.h>

int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);

fds 是一个指向 pollfd 结构体数组的指针，每个结构体代表一个文件描述符及其关注的事件。
nfds 是 fds 数组中元素的数量。
timeout 是等待的超时时间（以毫秒为单位），如果为 -1，则表示无限期等待直到有事件发生；如果为 0，则表示立即返回。

优势

poll 不需要像 select 那样重新初始化文件描述符集，因此在处理大量文件描述符时效率更高。
poll 返回时，不需要重新设置文件描述符集，可以直接从返回的结构体数组中获取就绪的文件描述符。

类型

pollfd 结构体定义如下：

struct pollfd {
    int fd;         // 文件描述符
    short events;   // 关注的事件
    short revents;  // 发生的事件
};

events 和 revents 是位掩码，可以使用以下事件：

POLLIN：文件描述符可读。
POLLOUT：文件描述符可写。
POLLERR：文件描述符发生错误。
POLLHUP：文件描述符挂起事件。
POLLNVAL：文件描述符非法。

应用场景

poll 常用于网络编程，如服务器端程序，用于同时处理多个客户端连接。它可以有效地等待多个套接字变得可读或可写，从而实现非阻塞的 I/O 多路复用。

示例代码

以下是一个简单的 poll 使用示例，用于监听标准输入和网络套接字的事件：

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

int main() {
    int sockfd;
    int result;
    struct sockaddr_in serv_addr;
    socklen_t length;

    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        perror("socket");
        exit(1);
    }

    memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(8080);

    result = connect(sockfd, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));
    if (result < 0) {
        perror("connect");
        exit(1);
    }

    struct pollfd fds[2];
    fds[0].fd = STDIN_FILENO;
    fds[0].events = POLLIN;
    fds[1].fd = sockfd;
    fds[1].events = POLLIN;

    while (1) {
        result = poll(fds, 2, -1);
        if (result < 0) {
            perror("poll");
            exit(1);
        }

        if (fds[0].revents & POLLIN) {
            char buf[1024];
            ssize_t n = read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf));
            if (n > 0) {
                printf("stdin: %s", buf);
            }
        }

        if (fds[1].revents & POLLIN) {
            char buf[1024];
            ssize_t n = read(sockfd, buf, sizeof(buf));
            if (n > 0) {
                printf("socket: %s", buf);
            }
        }
    }

    close(sockfd);
    return 0;
}

遇到的问题及解决方法

性能问题：如果 poll 返回的事件数量非常多，处理这些事件可能会成为瓶颈。此时可以考虑使用更高级的 I/O 多路复用技术，如 epoll（Linux 特有）。
文件描述符泄漏：在使用 poll 时，需要确保在不再需要监视某个文件描述符时关闭它，以避免文件描述符泄漏。
超时处理：poll 的超时参数需要根据实际应用场景合理设置，以避免程序长时间阻塞或频繁轮询导致的 CPU 占用过高。

通过合理使用 poll，可以有效地管理多个 I/O 操作，提高程序的性能和响应速度。