网路基础 — 浅析I/O多路转接之poll技术

浅析I/O多路转接之poll技术

————————————————————————————

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.

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：

事件描述POLLIN有数据可读POLLRDNORM有普通数据可读POLLRDBAND有优先数据可读。POLLPRI有紧迫数据可读。POLLOUT写数据不会导致阻塞POLLWRNORM写普通数据不会导致阻塞POLLWRBAND写优先数据不会导致阻塞POLLMSGSIGPOLL消息可用。

除了上面，revents域中还可能返回下列事件：

事件描述POLLER指定的文件描述符发生错误POLLHUP指定的文件描述符挂起事件POLLNVAL指定的文件描述符非法

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.