16.poll机制

POLL机制

poll机制的底层实现原理：基于等待队列来实现。

poll()函数，poll()函数底层函数接口有一个对应的函数指针。当调用poll()函数的时候，会找到对应的file_operations的成员变量poll，最终会调用poll成员变量指向的函数指针。

同步阻塞IO和异步阻塞IO

同步阻塞IO

应用层调用一个 read / write 对一个文件进行读写操作时， read / write可能使当前的进程或线程进入一个休眠态（进程 / 线程阻塞在一个文件的读写操作上），陷入休眠态的进程 / 线程只能通过对应的文件设备驱动唤醒自己。

异步阻塞IO

在应用层调用poll()函数时，poll()函数会对多个文件进行轮询操作，去查看每一个文件是否有特定的事件。若所有文件都没有发生特定的事件，那么poll()函数会阻塞当前进程 / 线程。

poll()函数文件操作涉及多个文件的轮询，所以poll()函数引起的进程 / 线程休眠，可以会被多个设备驱动唤醒。

多个文件对应多个设备驱动。阻塞在多个文件的轮询操作上（poll），可以被多个设备驱动唤醒。

文件I/O事件类型

事件类型：可读、可写、异常...

poll()函数的目的是查询每个文件的I/O事件，没查到就会引起休眠。这些事件是由设备驱动产生，产生后会唤醒由poll()函数导致的进程 / 线程休眠，poll()函数也能把发生的事件返回给用户空间。

poll()函数

头文件

#include <poll.h>

函数定义

/** 监视多个文件描述符的指定事件（注意：不是所有事件）* 事件发生时（设备驱动唤醒poll函数导致休眠的进程/线程），把发生的具体事件通知给用户程序* fds：数组类型详见下* nfds：pollfd数组的元素个数，要监控的文件描述符数量* timeout：超时时间(ms)，不希望进程线程一直休眠在poll函数里*/
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
/** 返回值：*    成功：发生事件的文件数量，超时返回0*    失败：-1*/struct pollfd
{int fd;        // 要监视的文件描述符short events;  // 指定要监视的请求事件类型，通过设置一系列的宏来描述  	short revents; // 返回的事件类型，内核设置具体的返回事件，记录实际发生的事件
};

events监视的事件：

POLLIN：系统内核通知应用层指定数据已经准备好，读数据不会被阻塞

POLLPRI：有紧急的数据需要被读取

POLLOUT：系统内核通知应用层IO缓冲区已经准备好，写数据不会被阻塞

POLLERR：指定的文件描述符发生错误，必须先解决错误才能对文件做其他的处理

POLLNVAL：无效的请求

...

实验环节

app.c文件

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <poll.h> int main(int argc, char *argv[])
{struct pollfd fds = {0};fds.fd = 0;	//标准输入fds.events = POLLIN;int ret = poll(&fds, 1, 5000);	//监视1个数组，5s超时if(ret == -1){printf("poll error!\n");}else if(ret){printf("data is ready!\n");}else if(ret == 0){printf("time out!\n");}return 0;
}