【武漢華嵌】poll和select的使用和差異

作者：武漢華嵌技術(shù)部

 

        使用非阻塞I/O 的應(yīng)用程序常常使用poll, select。poll和select本質(zhì)上有相同的功能：每個(gè)允許一個(gè)進(jìn)程來決定它是否可讀或者寫一個(gè)或多個(gè)文件而不阻塞。這些調(diào)用也可阻塞進(jìn)程直到任何一個(gè)給定集合的文件描述符可用來讀或?qū)憽Ｒ虼?，它們常常用在必須使用多輸入輸出流的?yīng)用程序，而不必粘連在它們?nèi)魏我粋€(gè)上. 相同的功能常常由多個(gè)函數(shù)提供，因?yàn)? 個(gè)是由不同的團(tuán)隊(duì)在幾乎相同時(shí)間完成的：select 在BSD Unix 中引入，而poll 是System V 的解決方案。

那么以下分別來分析下select和poll的各自用法。

首先來分析下select：

1、函數(shù)原型如下：

#include <sys/select.h>

int select(int maxfdp1, fd_set *restrict readfds,

              fd_set *restrict writefds, fd_set *restrict exceptfds,

              struct timeval *restrict tvptr);

2、select做了些什么？分兩次來講：

⑴、傳向select的參數(shù)告知內(nèi)核，我們所關(guān)心的描述符；對(duì)于每個(gè)描述符我們所關(guān)心的狀態(tài)；愿意等待多長時(shí)間。

⑵、select返回時(shí)，內(nèi)核告訴我們已經(jīng)準(zhǔn)備好的描述符的數(shù)量；對(duì)于讀、寫或異常這三個(gè)狀態(tài)中的每一個(gè)，哪里些描述符已經(jīng)準(zhǔn)備好。

3、select函數(shù)參數(shù)分析：

⑴最后一個(gè)參數(shù)，它指定愿意等待的時(shí)間。

struct timeval{

long tv_sec;    //seconds

long tv_usec;   //and microseconds

};

tvptr == NULL時(shí)，永遠(yuǎn)等待。

tvptr->tv_sec == 0 && tvptr->tv_usec == 0時(shí)，完全不等待。

tvptr->tv_sec != 0 || tvptr->tv_usec != 0時(shí)，等待指定的秒數(shù)和微秒數(shù)。

⑵、中間的三個(gè)參數(shù)readfds、writefds、exceptfds是指向描述符集的指針。這三個(gè)參數(shù)描述符集說明了我們關(guān)心的可讀、可寫或處于異常條件的各個(gè)描述符。每個(gè)描述符集存放在一個(gè)fd_set數(shù)據(jù)類型中。這各數(shù)據(jù)類型為每一可能的描述符保持了一個(gè)bit位。

對(duì)fd_set數(shù)據(jù)類型可以進(jìn)行的處理是：分配一個(gè)這種類型的變量；將這種類型的一個(gè)變量值賦予同類型的另一個(gè)變量；或?qū)τ谶@種類型的變量使用下列四個(gè)函數(shù)中的一個(gè)。

#include <sys/select.h>

int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset);

返回值：若fd在描述符集中則返回非0值，否則返回0。

void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset);

void FD_SET(int fd, fd_set *fdset);

void FD_ZERO(fd_set *fdset);

以上這些接口的作用分別是：FD_ZERO將一個(gè)指定的fd_set變量的所有位設(shè)置為0。FD_SET設(shè)置一個(gè)fd_set變量的指定位。FD_CLR將一指定位清除。FD_ISSET測(cè)試一指定位是否設(shè)置。

這三個(gè)參數(shù)中的任意一個(gè)或全部都可以是空指針，這表示對(duì)相應(yīng)狀態(tài)并不關(guān)心。如果所有三個(gè)指針都是空指針，則select提供了較sleep更精確的計(jì)時(shí)器。

⑶、第一個(gè)參數(shù)maxfdp1的意思是“最大描述符加1”。在三個(gè)描述符集中找到最大描述符編號(hào)值，然后加1，這就是第一個(gè)參數(shù)。

4、select返回值分析：

⑴、返回-1，表示出錯(cuò)。

⑵、返回0，表示沒有描述符準(zhǔn)備好。若指定的描述符都沒有準(zhǔn)備好，而且指定的時(shí)間已經(jīng)超過，則發(fā)生這種情況。此時(shí)，所有描述符集皆被清0。

⑶、正返回值表示已經(jīng)準(zhǔn)備好的描述符數(shù)，該值是三個(gè)描述符集中已經(jīng)準(zhǔn)備好的描述符數(shù)之和，所以如果同一描述符已經(jīng)準(zhǔn)備好讀和寫，那么在返回值班中將其計(jì)為2.在這種情況下，三個(gè)描述符集中仍舊打開的位對(duì)應(yīng)于已經(jīng)準(zhǔn)備好的描述符。

5、select使用的片段代碼如下：

fd_set inset, tmp_inset;//聲名兩個(gè)描述符集

FD_ZERO(&inset);//清0

FD_SET(sockfd, &inset);//設(shè)置sockfd的指定位

if (!(select(MAX_SOCK_FD, &tmp_inset, NULL, NULL, NULL) > 0))

//在這里等著，等到描述符集中的任何一個(gè)描述符有反應(yīng)了，就返回、、//正值

{

              perror("select");

              close(sockfd);

              exit(1);

}

 

分析完select，現(xiàn)在分析下poll：

函數(shù)原型如下：

#include <poll.h>

int poll(struct pollfd fdarray[], nfds_t nfds, int timeout);

poll函數(shù)參數(shù)分析：

⑴最后一個(gè)參數(shù)，它指定愿意等待的時(shí)間。

timeout == -1時(shí)，永遠(yuǎn)等待。

timeout == 0時(shí)，不等待。

timeout > 0時(shí)，等待timeout毫秒。(如果系統(tǒng)不提供望毫秒分辨，則timeout值取整到最近的支持值)

⑵與select不同，poll不是為每個(gè)狀態(tài)構(gòu)造一個(gè)描述符集，面是構(gòu)造一個(gè)pollfd結(jié)構(gòu)數(shù)組，每個(gè)數(shù)組元素指定一個(gè)描述符編號(hào)以及對(duì)其所關(guān)心的狀態(tài)。pollfd結(jié)構(gòu)如下：

struct pollfd{

int fd;       //file descriptor to check, or < 0 to ignore

short events; //events of interest on fd

short revents;//events that occurred on fd

};

應(yīng)將每個(gè)數(shù)組元素的events成員設(shè)置如下表的值。通過這些值告訴內(nèi)核我們對(duì)該描述符關(guān)心的產(chǎn)什么。返回時(shí)，內(nèi)核設(shè)置revents成員，以說明對(duì)于該描述符已經(jīng)發(fā)生了什么事件。

 

標(biāo)志名
 輸入至

events?
 從revents得到結(jié)果？
 說明
 
POLLIN
 Yes
 Yes
 不阻塞地可讀除高優(yōu)先級(jí)外的數(shù)據(jù)
 
POLLRDNORM
 Yes
 Yes
 不阻塞地可讀普通數(shù)據(jù)
 
POLLRDBAND
 Yes
 Yes
 不阻塞地可讀非0優(yōu)先級(jí)波段數(shù)據(jù)
 
POLLPRI
 Yes
 Yes
 不阻塞地可讀高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)
 
POLLOUT
 Yes
 Yes
 不阻塞地可寫普通數(shù)據(jù)
 
POLLWRNORM
 Yes
 Yes
 與POLLOUT相同
 
POLLWRBAND
 Yes
 Yes
 不阻塞的可寫非0優(yōu)先級(jí)波段數(shù)據(jù)
 
POLLERR
  
 Yes
 已出錯(cuò)
 
POLLHUP
  
 Yes
 已掛斷
 
POLLNVAL
  
 Yes
 描述符不引用一打開文件
 

⑶nfds說明fdarray數(shù)組中的元素?cái)?shù)。

poll返回值分析：

⑴、返回0時(shí)，超時(shí)返回。

⑵、返回-1時(shí)，出錯(cuò)返回。

⑶、返回正值時(shí)，表示準(zhǔn)備就緒的描述符數(shù)。

poll使用的片段代碼如下：

struct pollfd pollfds[1]; //聲明一個(gè)struct pollfd結(jié)構(gòu)數(shù)組

pollfds[0].fd = fd ; //初始化struct pollfd數(shù)組第0個(gè)元素成員

pollfds[0].events = POLLIN;//初始化對(duì)該描述符所關(guān)心的

while (!terminate) {

if (poll(pollfds, 1, 100) <= 0)/*正常返回，得到的是準(zhǔn)備就緒的描述符數(shù)。如果時(shí)間到了還沒有描述符有反應(yīng)，那么就返回-1，結(jié)束本次循環(huán)。*/

                     continue;

……………

……………

｝

注意：

執(zhí)行select后，如果成功了，其改變了描述符集中的內(nèi)容，也就讓沒有反應(yīng)的描述符位清0。而poll在執(zhí)行結(jié)束后，并沒有改變events中的內(nèi)容，而是把執(zhí)行的事件設(shè)置給revents來告知客戶。