【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：每個允許一個進程來決定它是否可讀或者寫一個或多個文件而不阻塞。這些調(diào)用也可阻塞進程直到任何一個給定集合的文件描述符可用來讀或?qū)?。因此，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€上. 相同的功能常常由多個函數(shù)提供，因為2 個是由不同的團隊在幾乎相同時間完成的：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；對于每個描述符我們所關(guān)心的狀態(tài)；愿意等待多長時間。

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

3、select函數(shù)參數(shù)分析：

⑴最后一個參數(shù)，它指定愿意等待的時間。

struct timeval{

long tv_sec;    //seconds

long tv_usec;   //and microseconds

};

tvptr == NULL時，永遠等待。

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

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

⑵、中間的三個參數(shù)readfds、writefds、exceptfds是指向描述符集的指針。這三個參數(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描述符。每個描述符集存放在一個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bit位。

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

#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將一個指定的fd_set變量的所有位設(shè)置為0。FD_SET設(shè)置一個fd_set變量的指定位。FD_CLR將一指定位清除。FD_ISSET測試一指定位是否設(shè)置。

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

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

4、select返回值分析：

⑴、返回-1，表示出錯。

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

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

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最后一個參數(shù)，它指定愿意等待的時間。

timeout == -1時，永遠等待。

timeout == 0時，不等待。

timeout > 0時，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不是為每個狀態(tài)構(gòu)造一個描述符集，面是構(gòu)造一個pollfd結(jié)構(gòu)數(shù)組，每個數(shù)組元素指定一個描述符編號以及對其所關(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)核我們對該描述符關(guān)心的產(chǎn)什么。返回時，內(nèi)核設(shè)置revents成員，以說明對于該描述符已經(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)先級波段數(shù)據(jù)
 
POLLPRI
 Yes
 Yes
 不阻塞地可讀高優(yōu)先級數(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)先級波段數(shù)據(jù)
 
POLLERR
  
 Yes
 已出錯
 
POLLHUP
  
 Yes
 已掛斷
 
POLLNVAL
  
 Yes
 描述符不引用一打開文件
 

⑶nfds說明fdarray數(shù)組中的元素數(shù)。

poll返回值分析：

⑴、返回0時，超時返回。

⑵、返回-1時，出錯返回。

⑶、返回正值時，表示準備就緒的描述符數(shù)。

poll使用的片段代碼如下：

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

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

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

while (!terminate) {

if (poll(pollfds, 1, 100) <= 0)/*正常返回，得到的是準備就緒的描述符數(shù)。如果時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。