【计算机网络】IO多路转接之poll

news2024/11/17 7:30:28

文章目录

  • 一、poll函数接口
  • 二、socket就绪条件
  • 三、poll的优点
  • 四、poll的缺点
  • 五、poll使用案例--只读取数据的server服务器
    • 1.err.hpp
    • 2.log.hpp
    • 3.sock.hpp
    • 4.pollServer.hpp
    • 5.main.cc

一、poll函数接口

#include <poll.h>
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
// pollfd结构
struct pollfd {
    int fd; /* file descriptor */
    short events; /* requested events */
    short revents; /* returned events */
};

参数说明

fds是一个poll函数监听的结构列表. 每一个元素中, 包含了三部分内容: 文件描述符, 监听的事件集合, 返回的事件集合.

nfds表示fds数组的长度.

timeout表示poll函数的超时时间, 单位是毫秒(ms)

时间单位:ms

1.>0：在timeout以内，阻塞，否则非阻塞返回一次

2.=0：非阻塞等待

3.<0：阻塞等待

events和revents的取值:

在这里插入图片描述

用户 -> 内核 ：要帮我关心一下fd。输入看 ：fd + events

内核告诉用户：你要关心fd上面的events中有哪些事件已经就绪了。输出时看：fd + revents

这样达到了输入和输出分离，poll不需要对参数进行重新设定，以及解决了select等待fd有上限的问题

返回结果

返回值小于0, 表示出错;

返回值等于0, 表示poll函数等待超时;

返回值大于0, 表示poll由于监听的文件描述符就绪而返回.

二、socket就绪条件

读就绪

socket内核中, 接收缓冲区中的字节数, 大于等于低水位标记SO_RCVLOWAT. 此时可以无阻塞的读该文件描述符, 并且返回值大于0;

socket TCP通信中, 对端关闭连接, 此时对该socket读, 则返回0;

监听的socket上有新的连接请求;

socket上有未处理的错误;

写就绪

socket内核中, 发送缓冲区中的可用字节数(发送缓冲区的空闲位置大小), 大于等于低水位标记

SO_SNDLOWAT, 此时可以无阻塞的写, 并且返回值大于0;

socket的写操作被关闭(close或者shutdown). 对一个写操作被关闭的socket进行写操作, 会触发SIGPIPE信号;

socket使用非阻塞connect连接成功或失败之后;

socket上有未读取的错误;

异常就绪

socket上收到带外数据. 关于带外数据, 和TCP紧急模式相关(TCP协议头中, 有一个紧急指针的字段),

三、poll的优点

不同与select使用三个位图来表示三个fdset的方式，poll使用一个pollfd的指针实现.

pollfd结构包含了要监视的event和发生的event，不再使用select“参数-值”传递的方式. 接口使用比select更方便.

poll并没有最大数量限制 (但是数量过大后性能也是会下降)

四、poll的缺点

poll中监听的文件描述符数目增多时,和select函数一样，poll返回后，需要轮询pollfd来获取就绪的描述符.

每次调用poll都需要把大量的pollfd结构从用户态拷贝到内核中.

同时连接的大量客户端在一时刻可能只有很少的处于就绪状态, 因此随着监视的描述符数量的增长, 其效率也会线性下降.

五、poll使用案例–只读取数据的server服务器

1.err.hpp

#pragma once

enum
{
    USAGE_ERR = 1,
    SOCKET_ERR,
    BIND_ERR,
    LISTEN_ERR
};

2.log.hpp

#pragma once

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdarg.h>

#define NORMAL 0
#define DEBUG 1
#define WARNING 2
#define ERROR 3
#define FATAL 4

#define LOG_NORMAL "./log.txt"
#define LOG_ERR "./err.txt"

#define NUM 1024

const char *to_levelstr(int level)
{
    switch (level)
    {
    case DEBUG:
        return "DEBUG";
    case NORMAL:
        return "NORMAL";
    case WARNING:
        return "WARNING";
    case ERROR:
        return "ERROR";
    case FATAL:
        return "FATAL";
    default:
        return nullptr;
    }
}

void LogMessage(int level, const char *format, ...)
{
    // [日志等级] [时间戳/时间] [pid] [messge]
    char logprofix[NUM];
    snprintf(logprofix, sizeof logprofix, "[%s][%ld][pid:%d]", to_levelstr(level), (long int)time(nullptr), getpid());

    char logcontent[NUM];
    va_list arg;
    va_start(arg, format);

    vsnprintf(logcontent, sizeof logcontent, format, arg);

    std::cout << logprofix << logcontent << std::endl;

    FILE *log = fopen(LOG_NORMAL, "a");
    FILE *error = fopen(LOG_ERR, "a");

    if (log && error)
    {
        FILE *cur = nullptr;
        if (level == DEBUG || level == NORMAL || level == WARNING)
            cur = log;
        if (level == ERROR || level == FATAL)
            cur = error;
        if (cur)
            fprintf(cur, "%s%s\n", logprofix, logcontent);

        fclose(log);
        fclose(error);
    }
}

3.sock.hpp

#pragma once

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <string>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#include "log.hpp"
#include "err.hpp"

class Sock
{
    static const int backlog = 32;

public:
    // 1. 创建socket文件套接字对象
    static int Socket()
    {
        int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        if (sock < 0)
        {
            LogMessage(FATAL, "create socket error");
            exit(SOCKET_ERR);
        }
        LogMessage(NORMAL, "create socket success:%d", sock);

        int opt = 1;
        setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt, sizeof opt);

        return sock;
    }

    // 2.bind自己的网络信息
    static void Bind(int sock, const uint16_t &port)
    {
        struct sockaddr_in local;
        memset(&local, 0, sizeof local);

        local.sin_family = AF_INET;
        local.sin_port = htons(port);
        local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

        int n = bind(sock, (struct sockaddr *)&local, sizeof local);
        if (n < 0)
        {
            LogMessage(FATAL, "socket bind error");
            exit(BIND_ERR);
        }
        LogMessage(NORMAL, "socket bind success");
    }

    // 3. 设置socket 为监听状态
    static void Listen(int sock)
    {
        int n = listen(sock, backlog);
        if (n < 0)
        {
            LogMessage(FATAL, "socket listen error");
            exit(LISTEN_ERR);
        }
        LogMessage(NORMAL, "socket listen success");
    }

    static int Accept(int listensock, std::string *clientip, uint16_t *clientport)
    {
        struct sockaddr_in peer;
        memset(&peer, 0, sizeof peer);
        socklen_t len = sizeof(peer);

        int sock = accept(listensock, (struct sockaddr *)&peer, &len);
        if (sock < 0)
        {
            LogMessage(ERROR, "socket accept error,next");
        }
        else
        {
            LogMessage(NORMAL, "accept a new link success, get new sock: %d", sock);
            *clientip = inet_ntoa(peer.sin_addr);
            *clientport = ntohs(peer.sin_port);
        }

        return sock;
    }
};

4.pollServer.hpp

#pragma once

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <cerrno>
#include <string>
#include <functional>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <poll.h>

#include "sock.hpp"
#include "log.hpp"
#include "err.h"

namespace poll_ns
{
    const static int defaultport = 8080;
    const static int num = 2048;
    const static int defaultfd = -1;

    typedef std::function<std::string(const std::string &)> func_t;

    class pollServer
    {
    public:
        pollServer(const func_t &func, const uint16_t &port = defaultport)
            : _port(port), _func(func), _listensock(-1), _rfds(nullptr)
        {
        }

        void initServer()
        {
            _listensock = Sock::Socket();
            Sock::Bind(_listensock, _port);
            Sock::Listen(_listensock);

            _rfds = new struct pollfd[num];

            for (int i = 0; i < num; i++)
                ResetItem(i);
            _rfds[0].fd = _listensock;
            _rfds[0].events = POLLIN;
            _rfds[0].revents = 0;
        }

        void ResetItem(int pos)
        {
            _rfds[pos].fd = defaultfd;
            _rfds[pos].events = 0;
            _rfds[pos].revents = 0;
        }
        void Print()
        {
            std::cout << "fd list: ";
            for (int i = 0; i < num; i++)
            {
                if (_rfds[i].fd != defaultfd)
                {
                    std::cout << _rfds[i].fd << " ";
                }
            }
        }
        void Accepter(int listensock)
        {
            std::string clientip;
            uint16_t clientport;
            int sock = Sock::Accept(listensock, &clientip, &clientport);

            if (sock < 0)
                return;
            LogMessage(NORMAL, "accept success[%s:%d]", clientip.c_str(), clientport);

            int i = 0;
            for (; i < num; i++)
            {
                if (_rfds[i].fd == defaultfd)
                    continue;
                else
                    break;
            }
            if (i == num)
            {
                LogMessage(WARNING, "server is full,please wait");
                close(sock);
            }
            else
            {
                _rfds[i].fd = sock;
                _rfds[i].events = POLLIN;
                _rfds[i].revents = 0;
            }
            Print();
        }
        void Recver(int pos)
        {
            // 1. 读取request
            char buffer[1024];
            ssize_t s = recv(_rfds[pos].fd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0); // 这里在进行读取的时候，会不会被阻塞？1， 0
            if (s > 0)
            {
                buffer[s] = 0;
                LogMessage(NORMAL, "client# %s", buffer);
            }
            else if (s == 0)
            {
                close(_rfds[pos].fd);
                ResetItem(pos);
                LogMessage(NORMAL, "client quit");
                return;
            }
            else
            {
                close(_rfds[pos].fd);
                ResetItem(pos);
                LogMessage(ERROR, "client error:%s", strerror(errno));
                return;
            }

            // 2. 处理request
            std::string response = _func(buffer);

            // 3. 返回response
            write(_rfds[pos].fd, response.c_str(), response.size());
        }

        void HandlerEvent()
        {
            for (int i = 0; i < num; i++)
            {
                // 过滤掉非法的fd
                if (_rfds[i].fd == defaultfd)
                    continue;
                if (!(_rfds[i].events & POLLIN))
                    continue;
                if (_rfds[i].fd == _listensock && (_rfds[i].events & POLLIN))
                    Accepter(_listensock);
                else if (_rfds[i].events & POLLIN)
                    Recver(i);
                else
                {
                }
            }
        }

        void start()
        {
            for (;;)
            {
                int timeout = -1;
                int n = poll(_rfds, num, timeout);
                switch (n)
                {
                case 0:
                    LogMessage(NORMAL, "timeout...");
                    break;
                case -1:
                    LogMessage(WARNING, "select error,code: %d, err string: %s", errno, strerror(errno));
                    break;
                default:
                    // 说明有事件就绪了,目前只有一个监听事件就绪了
                    LogMessage(NORMAL, "have event ready!");
                    HandlerEvent();
                    break;
                }
            }
        }
        ~pollServer()
        {
            if (_listensock > 0)
                close(_listensock);
            if (_rfds)
                delete[] _rfds;
        }

    private:
        int _port;
        int _listensock;
        struct pollfd *_rfds;
        func_t _func;
    };
}

5.main.cc

#include "pollServer.hpp"
#include "err.hpp"
#include <memory>

using namespace std;
using namespace poll_ns;

static void Usage(const string proc)
{
    std::cerr << "Usage:\n\t" << proc << " port\n\n";
}

string transaction(const string &request)
{
    return "pollServer# " + request;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    // if (argc != 2)
    // {
    //     Usage(argv[0]);
    //     exit(USAGE_ERR);
    // }

    std::unique_ptr<pollServer> svr(new pollServer(transaction));
    svr->initServer();
    svr->start();

    return 0;
}

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/1488822.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

YOLOv9独家原创改进|使用可改变核卷积AKConv改进RepNCSPELAN4

YOLOv9独家原创改进|使用可改变核卷积AKConv改进RepNCSPELAN4

专栏介绍&#xff1a;YOLOv9改进系列 | 包含深度学习最新创新&#xff0c;主力高效涨点&#xff01;&#xff01;&#xff01; 一、改进点介绍 AKConv是一种具有任意数量的参数和任意采样形状的可变卷积核&#xff0c;对不规则特征有更好的提取效果。 RepNCSPELAN4是YOLOv9中的…
阅读更多...
Pytorch学习 day03（Tensorboard）

Pytorch学习 day03（Tensorboard）

Tensorboard Tensorboard能够可视化loss的变化过程&#xff0c;便于我们查看模型的训练状态&#xff0c;也能查看模型当前的输入和输出结果 在Pycharm中&#xff0c;可以通过按住ctrl&#xff0c;并左键点击某个库来进入源文件查看该库的使用方法 SummaryWriter是用来向log_di…
阅读更多...
【计算机操作系统】操作系统的诞生

【计算机操作系统】操作系统的诞生

目录 相关概念&#xff1a; 一、手工操作阶段 二、脱机输入/输出阶段 &#xff08;1&#xff09;脱机输入技术 &#xff08;2&#xff09;脱机输出技术 三、单道批处理阶段 四、多道批处理阶段 五、分时技术产生 六、实时系统产生 相关概念&#xff1a; ① 作业&#…
阅读更多...
数据结构从入门到精通——链表

数据结构从入门到精通——链表

链表 前言一、链表1.1 链表的概念及结构1.2 链表的分类1.3 链表的实现1.4 链表面试题1.5 双向链表的实现 二、顺序表和链表的区别三、单项链表实现具体代码text.htext.cmain.c单链表的打印空间的开辟链表的头插、尾插链表的头删、尾删链表中元素的查找链表在指定位置之前、之后…
阅读更多...
【C++基础】STL容器面试题分享||上篇

【C++基础】STL容器面试题分享||上篇

&#x1f308;欢迎来到C基础专栏 &#x1f64b;&#x1f3fe;‍♀️作者介绍&#xff1a;前PLA队员 目前是一名普通本科大三的软件工程专业学生 &#x1f30f;IP坐标&#xff1a;湖北武汉 &#x1f349; 目前技术栈&#xff1a;C/C STL 1.请说说 STL 的基本组成部分2.详细的说&…
阅读更多...
SwiftUI 在 App 中弹出全局消息横幅（下）

SwiftUI 在 App 中弹出全局消息横幅（下）

功能需求 在 SwiftUI 开发的 App 界面中，有时我们需要在全局层面向用户展示一些消息： 如上图所示：我们弹出的全局消息横幅位于所有视图之上，这意味这它不会被任何东西所遮挡；而且用户可以点击该横幅关闭它。这是怎么做到的呢？ 在本篇博文中，您将学到以下内容 功能需求…
阅读更多...
C++/WinRT教程（第三篇）API的使用

C++/WinRT教程（第三篇）API的使用

目录 前言 Windows API 在WinRT中的投影 C/WinRT的头文件&#xff08;投影标头&#xff09; 通过对象、接口或通过 ABI 访问成员 投影类型的初始化方法 不要错误地使用延迟初始化 不要错误地使用复制构造 使用 winrt::make 进行构造 标准构造方法 在WinRT组件中实现A…
阅读更多...
Linux--文件(2)-重定向和文件缓冲

Linux--文件(2)-重定向和文件缓冲

命令行中的重定向符号 介绍和使用 在Linux的命令行中&#xff0c;重定向符号用于将命令的输入或输出重定向到文件或设备。 常见的重定向符号&#xff1a; 1.“>“符号&#xff1a;将命令的标准输出重定向到指定文件中&#xff0c;并覆盖原有的内容。 2.”>>“符号&a…
阅读更多...
C/C++工程师面试题（STL篇）

C/C++工程师面试题（STL篇）

STL 中有哪些常见的容器 STL 中容器分为顺序容器、关联式容器、容器适配器三种类型&#xff0c;三种类型容器特性分别如下&#xff1a; 1. 顺序容器 容器并非排序的&#xff0c;元素的插入位置同元素的值无关&#xff0c;包含 vector、deque、list vector&#xff1a;动态数组…
阅读更多...
[Unity3d] 网络开发基础【个人复习笔记/有不足之处欢迎斧正/侵删】

[Unity3d] 网络开发基础【个人复习笔记/有不足之处欢迎斧正/侵删】

TCP/IP TCP/IP协议是一 系列规则(协议)的统称&#xff0c;他们定义了消息在网络间进行传输的规则 是供已连接互联网的设备进行通信的通信规则 OSI模型只是一个基本概念,而TCP/IP协议是基于这个概念的具体实现 TCP和UDP协议 TCP:传输控制协议&#xff0c;面向连接&#xff0c…
阅读更多...
面试经典150题——简化路径

面试经典150题——简化路径

"A goal is a dream with a deadline." - Napoleon Hill 1. 题目描述 2. 题目分析与解析 2.1 思路一 这个题目开始看起来并不太容易知道该怎么写代码&#xff0c;所以不知道什么思路那就先模拟人的行为&#xff0c;比如对于如下测试用例&#xff1a; 首先 /代表根…
阅读更多...
YOLOv8姿态估计实战：训练自己的数据集

YOLOv8姿态估计实战：训练自己的数据集

课程链接&#xff1a;https://edu.csdn.net/course/detail/39355 YOLOv8 基于先前 YOLO 版本的成功&#xff0c;引入了新功能和改进&#xff0c;进一步提升性能和灵活性。YOLOv8 同时支持目标检测和姿态估计任务。 本课程以熊猫姿态估计为例&#xff0c;将手把手地教大家使用C…
阅读更多...
使用TensorRT-LLM进行生产环境的部署指南

使用TensorRT-LLM进行生产环境的部署指南

TensorRT-LLM是一个由Nvidia设计的开源框架&#xff0c;用于在生产环境中提高大型语言模型的性能。该框架是基于 TensorRT 深度学习编译框架来构建、编译并执行计算图&#xff0c;并借鉴了许多 FastTransformer 中高效的 Kernels 实现&#xff0c;并且可以利用 NCCL 完成设备之…
阅读更多...
深入理解nginx的https alpn机制

深入理解nginx的https alpn机制

目录 1. 概述2. alpn协议的简要理解2.1 ssl的握手过程2.2 通过抓包看一下alpn的细节3. nginx源码分析3.1 给ssl上下文设置alpn回调3.2 连接初始化3.3 处理alpn协议回调3.4 握手完成，启用http协议4.4 总结阅读姊妹篇：深入理解nginx的https alpn机制 1. 概述 应用层协议协商（…
阅读更多...
大地测量学课堂笔记：1、绪论

大地测量学课堂笔记：1、绪论

慕课网址&#xff1a;https://www.icourse163.org/course/WHU-1464124180?fromsearchPage&outVendorzw_mooc_pcssjg_https://www.icourse163.org/course/WHU-1464124180?fromsearchPage&outVendorzw_mooc_pcssjg_ 1. 大地测量学的定义 大地测量学是专门研究精确测量…
阅读更多...
【数据结构】复杂度详解

【数据结构】复杂度详解

目录 &#xff08;一&#xff09;算法的复杂度 &#xff08;二&#xff09;时间复杂度 &#xff08;1&#xff09;练笔解释&#xff1a; i&#xff0c;示例1 ii&#xff0c;示例2 iii&#xff0c;二分查找 iv&#xff0c;斐波那契 &#xff08;三&#xff09;空间复杂度…
阅读更多...
java中的set

java中的set

Set Set集合概述和特点 不可以存储重复元素 没有索引,不能使用普通for循环遍历 哈希值 哈希值简介 是JDK根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值 如何获取哈希值 Object类中的public int hashCode()&#xff1a;返回对象的哈希码值。 哈希值的特点 同一个…
阅读更多...
【ARM Trace32(劳特巴赫) 高级篇 21 -- SystemTrace ITM 使用介绍】

【ARM Trace32(劳特巴赫) 高级篇 21 -- SystemTrace ITM 使用介绍】

文章目录 SystemTrace ITMSystemTrace ITM 常用命令Trace Data AnalysisSystemTrace ITM CoreSight ITM (Instrumentation Trace Macrocell) provides the following information: Address, data value and instruction address for selected data cyclesInterrupt event info…
阅读更多...
C++基于多设计模式下的同步异步日志系统day5

C++基于多设计模式下的同步异步日志系统day5

C基于多设计模式下的同步&异步日志系统day5 &#x1f4df;作者主页&#xff1a;慢热的陕西人 &#x1f334;专栏链接&#xff1a;C基于多设计模式下的同步&异步日志系统 &#x1f4e3;欢迎各位大佬&#x1f44d;点赞&#x1f525;关注&#x1f693;收藏&#xff0c;&am…
阅读更多...
技术总结: PPT绘图

技术总结: PPT绘图

目录 写在前面参考文档技巧总结PPT中元素的连接立方体调整厚度调整图形中的文本3D 图片调整渐变中的颜色 写在前面 能绘制好一个好看的示意图非常重要, 在科研和工作中好的示意图能精准表达出自己的想法, 减少沟通的成本, 可视化的呈现也可以加强自身对系统的理解, 时间很久后…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023