为了有效地管理这些I/O操作,Linux提供了一系列机制,其中poll机制是尤为重要的一种
本文将深入探讨Linux poll机制的原理、实现方式及其优缺点,以帮助读者更好地理解这一强大的I/O多路复用技术
一、poll机制概述 poll机制是一种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(file descriptors,简称fds),当这些文件描述符中的任意一个变为就绪状态(可读、可写或出现异常)时,poll机制会通知进程进行相应的读写操作
这种机制极大地提高了I/O处理的效率,避免了传统阻塞I/O操作中的资源浪费
poll机制与早期的select机制类似,但它在很多方面进行了优化
最显著的一点是,poll机制取消了select机制中1024个文件描述符的数量限制
这意味着,在需要监视大量文件描述符的场景中,poll机制能够展现出更高的性能
二、poll机制的实现原理 poll机制的实现依赖于系统调用poll()函数
该函数会阻塞进程,直到有文件描述符就绪或者发生超时
poll()函数的参数是一个pollfd结构体数组,每个结构体中包含了一个文件描述符、该文件描述符所关注的事件类型以及实际发生的事件类型
poll机制的实现原理可以概括为以下几个步骤: 1.用户注册监听事件:用户将想要监听的socket文件描述符绑定到struct pollfd对象,并注册监听事件至该对象的events成员
对于多个socket文件描述符,用户可以使用struct pollfd数组进行批量注册
2.事件注册至poll_list链表:用户通过struct pollfd数组将poll事件注册至poll_list链表
poll_list链表的单个元素可以存储固定数量的struct pollfd对象
3.轮询获取socket事件信息:poll系统调用采用轮询方式获取socket事件信息
一次poll调用需要完成整个poll_list链表的轮询工作
在轮询过程中,系统会创建socket等待队列项,并将其加入socket等待队列,以便在socket就绪时唤醒进程
4.检测并保存就绪事件:如果检测到某个socket处于就绪状态,poll机制会将该socket事件保存在对应的struct pollfd对象的revents成员中
5.拷贝就绪事件至用户空
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