有没有办法将文件描述符与用户定义的数据关联起来？

Question

我正在编写一个客户端-服务器应用程序，它使用POSIX poll函数来提供并发客户端处理的形式。客户端还具有状态和其他相关数据，这些数据存储在客户端结构中。

我直接遇到的问题是，当我从poll得到提示，要求对与客户端(从概念上讲)关联的套接字文件描述符执行I/O操作时，我必须实际将文件描述符与其关联的客户端数据结构进行匹配。目前我正在进行O(n_clients)查找(我的客户端数据结构存储描述符)，但我想知道是否有更好的替代方案？

Answer 1

不是的。如果有，则必须由内核跟踪，因此查找该数据将涉及系统调用。系统调用的开销比在用户空间中执行O(n)查找的开销高一个数量级。

您一次要处理多少个客户？除非是数百或更多，否则与执行任何类型的I/O相比，查找的成本将微不足道。

假设一次打开的描述符不超过一定数量，您也可以只使用由文件描述符索引的数组，而不是使用O(n)查找。例如：

#define MY_MAX_FD 1024  // Tune this to your needs
void *per_fd_data[MY_MAX_FD];

void *get_per_fd_data(int fd)
{
    assert(fd >= 0);
    if(fd < MY_MAX_FD)
        return per_fd_data[fd];
    else
    {
        // Look up fd in a dynamic associative array (left as an exercise to the
        // reader)
    }
}

Answer 2

最便宜的方法是创建一个固定大小的连接结构数组，每个条目包含{，*context，...，可能还有回调函数}，由fd (=O(1))对状态进行索引。内存很便宜，您可以负担几百或数千个文件描述符和表项。

编辑:你不需要使它固定大小。如果您的pollstructure或fdset是固定的:使其固定；否则使用getdtablesize()或getrlimit()来获取要分配的条目数量。

Answer 3

如果你使用poll()或select()/pselect()，那么你应该自己保存数据，例如，像其他人提到的那样保存在哈希表或数组中。这是最便携的解决方案。有些替代界面确实有方法来关联您自己的用户数据。例如，使用asynchronous I/O (例如aio_read())，您可以提供一个用户值sigev_value，该值可以在异步请求完成时传递给信号处理程序或线程。Linux epoll接口还允许为集合中的每个文件描述符指定用户数据。