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【笔记】poll，实现I/O多路复用的一种机制，是 select 的改进版

news 2025/10/12 10:46:50

我来为你讲解 poll。它和 select 一样，是用于实现I/O多路复用的一种机制，可以看作是 select 的改进版。

🛠 通俗理解 Poll

你可以继续用“前台管家”的比喻来理解 poll。如果说 select 管家用的是固定大小的纸质名单来记录需要照看的连接，那么 poll 管家则用上了一张可动态扩展的电子清单。

这个改变带来一个核心优势：poll 不再有监视连接数量的上限限制（而 select 通常有1024的限制）。

📊 Poll 与 Select 的核心区别

下表清晰地展示了两者的主要差异：

特性	Select	Poll
连接数限制	有（通常1024）	无
高效性	每次需拷贝整个描述符集合	只需拷贝一次感兴趣的事件数组
使用便利性	需要维护三个独立的描述符集合	使用统一的 pollfd 结构数组，更清晰
事件检测	返回后，集合被修改，需遍历所有描述符	返回后，通过检查 revents 字段判断具体事件

🧩 Poll 的工作机制：使用 pollfd 结构体

poll 的核心是 pollfd 结构体数组。每个 pollfd 结构体就像管家电子清单上的一条详细待办事项，明确指出了要监控哪个连接，以及关心什么事件。

struct pollfd {
int fd; // 文件描述符（需要监视的连接）
short events; // 请求监视的事件（你关心它发生什么，如可读）
short revents; // 实际发生的事件（返回时由内核填充，表示实际发生了什么）
};

常用的事件标志（events/revents）：
· POLLIN：数据可读（相当于 select 的可读事件）
· POLLOUT：数据可写（相当于 select 的可写事件）
· POLLERR：发生错误

🚀 Poll 的工作三步曲

使用 poll 同样遵循三个步骤，但更简洁：

准备清单：初始化一个 pollfd 结构体数组。
为每个需要监视的连接创建一个 pollfd，设置好 fd 和关心的 events（比如 POLLIN）。
派遣等待：调用 poll 函数。
c
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);

· fds：指向 pollfd 结构体数组的指针。
· nfds：数组的大小（即要监视的连接总数）。
· timeout：超时时间（毫秒）。-1 表示阻塞等待。

处理结果：检查返回并处理事件。
· 返回值 > 0：表示有事件发生的连接数量。
· 遍历 pollfd 数组，检查每个结构的 revents 字段是否被设置（如 if (fds[i].revents & POLLIN)）。
· 对 revents 被设置的连接进行相应的 I/O 操作。

💡 简单示例：服务器监听

这是一个使用 poll 的简单服务器监听逻辑伪代码：

// 创建监听socket，绑定，监听…
struct pollfd fds[200]; // 假设最多监控200个连接
int fd_count = 1; // 初始只有监听socket
fds[0].fd = listen_sock;
fds[0].events = POLLIN; // 关心新连接

while (1) {
int ret = poll(fds, fd_count, -1); // 阻塞等待
if (ret > 0) {
// 1. 检查是否有新连接
if (fds[0].revents & POLLIN) {
int new_client = accept(…);
// 将 new_client 加入 fds 数组，设置 events 为 POLLIN
fd_count++;
}
// 2. 检查所有客户端连接是否有数据可读
for (int i = 1; i < fd_count; i++) {
if (fds[i].revents & POLLIN) {
// 读取 fds[i].fd 上的数据
}
}
}
}