【LInux内核中IO多路复用 背景+原理+直白总结+优缺点】Poll篇

poll

概述

poll是Linux内核提供的一种I/O多路复用机制，它允许一个进程同时监视多个文件描述符的状态变化，如可读、可写或发生异常等。当被监视的文件描述符中至少有一个满足条件时，poll就会返回并告知进程哪些文件描述符已经就绪，从而避免了进程轮询检查文件描述符状态的低效方式。

实现原理

pollfd结构体 poll函数使用pollfd结构体来描述被监视的文件描述符及其关注的事件类型。pollfd结构体通常包含以下三个成员：

• fd：文件描述符。
• events：请求的事件，如POLLIN（可读）、POLLOUT（可写）等。
• revents：实际发生的事件，由内核在调用poll函数时填充。

1. poll函数调用

当进程调用poll函数时，需要传入一个pollfd结构体数组，以及数组的大小和超时时间等参数。内核会遍历该数组，检查每个文件描述符所对应的I/O事件是否发生。 3. 事件检测

内核通过轮询的方式检查每个文件描述符是否满足请求的事件条件。如果某个文件描述符的事件已经发生，内核会在该pollfd结构体的revents成员中设置相应的标志位。 4. 结果返回

当至少有一个文件描述符的事件发生时，或者超时时间到达时，poll函数会返回。进程可以通过检查pollfd结构体数组中的revents成员来确定哪些文件描述符已经就绪，并进行相应的处理。

优缺点

优点 没有文件描述符数量的硬限制，相比select函数更加灵活。 可以为不同的文件描述符设置不同的监听事件。 缺点 当文件描述符数量较多时，轮询检查的方式会导致性能下降。 与select函数类似，poll函数在处理大量文件描述符时也存在效率问题。

总结

poll多路复用机制通过监视多个文件描述符的状态变化，实现了高效的I/O事件处理。然而，在文件描述符数量较多时，其性能可能会受到影响。因此，在实际应用中，通常会根据具体场景选择更合适的I/O多路复用机制，如epoll等。

直白总结

poll机制和select差不多，可以看看select篇的直白总结。比较显著不同的是poll中文件描述符集存储的方式是通过数据中存放结构体实现的。其次是没有文件描述符数量的限制。

poll与select的比较

文件描述符数量：poll没有文件描述符数量的硬限制，而select通常有1024个的限制（尽管可以修改）。 数据结构：poll使用pollfd结构体数组来表示文件描述符集合，而select使用位图。 拷贝开销：对于少量文件描述符的情况，poll的拷贝开销可能略小于select。但对于大量文件描述符的情况，这种差异可能变得不那么显著。 性能：当监视的文件描述符数量较多时，两者都可能出现性能问题。但是，在某些情况下，poll可能由于无文件描述符数量限制而更适合。

epoll终极篇在后面