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Linux 是一個基于 Unix 的操作系統(tǒng)，由于其開源、免費、高可定制性等一系列優(yōu)點，越來越多的用戶選擇 Linux 作為其日常操作系統(tǒng)。與此同時，Linux 系統(tǒng)也有許多優(yōu)秀的特性，其中 poll 函數(shù)便是一種十分重要的系統(tǒng)級函數(shù)。本文將對 Linux poll 函數(shù)進行深入探究，共同了解其用途與意義。
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一、poll 的定義和基本用法
在 Linux 系統(tǒng)編程中，poll 函數(shù)用于監(jiān)聽一組文件描述符的狀態(tài)。其基本定義如下:
“`c
#include
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
“`
其中，struct pollfd 表示被監(jiān)聽的一組文件描述符， nfds_t 表示被監(jiān)聽的文件描述符總數(shù)， timeout 表示監(jiān)聽的時間限制（單位為毫秒）。 poll 函數(shù)會對這組文件描述符進行并行監(jiān)聽，直到滿足以下一種條件：
1. 監(jiān)聽的文件描述符中某一個可讀可寫，poll 函數(shù)返回一個整數(shù)值，表示滿足條件的文件描述符個數(shù)；
2. 監(jiān)聽的時間到達 timeout ，函數(shù)返回 0 。
如果 poll 函數(shù)返回負數(shù)，則表示進行監(jiān)聽出現(xiàn)了異常，需要進行錯誤處理。
二、poll 函數(shù)的實現(xiàn)原理
poll 函數(shù)實際上是使用了I/O多路復用技術，將多個文件描述符放入一個內(nèi)置的輪詢器中，通過輪詢器將這些文件描述符的狀態(tài)變化進行監(jiān)聽。
與 select 和 epoll 函數(shù)類似，poll 函數(shù)也是將一組文件描述符加入到內(nèi)核事件表中。與 select 函數(shù)不同的是，poll 函數(shù)不需要開發(fā)者遍歷全部文件描述符，而是直接在內(nèi)核事件表中對文件描述符進行檢查，并返回就緒的文件描述符個數(shù)。
在 Linux 內(nèi)核中，poll 的實現(xiàn)由兩個部分組成：字段層（file layer）和內(nèi)部神經(jīng)元（neuron）。其中，字段層負責文件描述符的添加、刪除以及事件的更新；神經(jīng)元負責監(jiān)聽各個文件描述符，直到某個文件描述符就緒，神經(jīng)元會將該文件描述符的事件信息通知字段層進行處理。
三、poll 函數(shù)的意義
poll 函數(shù)在 Linux 系統(tǒng)中有著廣泛的應用。其主要意義體現(xiàn)在以下幾個方面。
1. 提高文件描述符的處理效率
在系統(tǒng)編程中，文件描述符是與底層系統(tǒng)進行通信的重要的接口。若存在大量的文件描述符，為每個文件描述符開啟一個線程是不現(xiàn)實的，這時便需要使用 I/O多路復用技術，將多個文件描述符的事件監(jiān)聽委托給操作系統(tǒng)解決。通過使用 poll 函數(shù)，可以大量減少 CPU 將程序切換到 I/O操作與監(jiān)聽狀態(tài)之間的時間，從而使程序得以更快地響應用戶請求。
2. 提高程序的并發(fā)處理能力
poll 函數(shù)的一個重要應用是通過監(jiān)聽多個文件描述符實現(xiàn)異步 I/O。在實際應用中，網(wǎng)絡操作耗時較長，同步操作會讓程序停滯，影響處理效率，而異步操作可以釋放 CPU 資源，提高程序的并發(fā)能力。核心思路便是把多個文件描述符加入到 poll 中進行監(jiān)聽，可讓單線程同時處理多個 I/O 請求。
3. Linux 系統(tǒng)安全性質(zhì)的支持
Linux 系統(tǒng)的多用戶登陸特性，為操作系統(tǒng)安全性質(zhì)帶來了不小的挑戰(zhàn)。為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，限制用戶對 I/O 的訪問具有重要意義。一旦 I/O 狀態(tài)出現(xiàn)異常，程序能夠及時捕捉并做出響應。通過監(jiān)聽一組文件描述符的方式，系統(tǒng)可以進行實時監(jiān)測、滿足運維人員對系統(tǒng) I/O 流量的控制與限制要求。
四、poll 函數(shù)的使用技巧
在使用 poll 函數(shù)時，需要注意以下幾點技巧。
1. 檢查 poll 返回值
使用 poll 函數(shù)進行監(jiān)聽操作后，應該檢查其返回值，以判斷是否出現(xiàn)異常，應如何進行異常處理。
2. 使用文件描述符容量
為了避免文件描述符數(shù)量不足導致程序運行出錯，應使用更大的文件描述符容量。可以使用 ulimit 命令來設置文件描述符數(shù)量。
3. 利用超時機制維持程序穩(wěn)定性
采用 poll 進行監(jiān)聽時，若僅考慮監(jiān)聽狀態(tài)而不考慮超時機制，就會導致程序空閑。需要結(jié)合時間約束來維持程序的穩(wěn)定性，提高程序的響應時間。
五、
相關問題拓展閱讀：
- linux 使用epoll主要目的是啥 為了實現(xiàn)非阻塞么
- Linux中select poll和epoll的區(qū)別
linux 使用epoll主要目的是啥 為了實現(xiàn)非阻塞么
socket本來就有阻塞和非阻塞兩種模式，與epoll無關。
epoll是針對多socket操作饑純（從select升級到poll再到epoll都是解決這個目的）。
如果爛帆咐不用poll方法，在阻塞模式下，操作多socket，要么用多線程，要么用多進程，都會帶來一定的開發(fā)復雜度和性能降低。在非阻塞模式下轎衫，就要使用輪詢，浪費處理能力很厲害。
所以，epoll是為了讓程序只在一個線程中就能操作大量socket而提供的一個核心功能，同時還提供了很高的處理性能
Linux中select poll和epoll的區(qū)別
1、epoll處理是事件觸發(fā)，而poll是輪訓方空世式； 2、打開的FDset限制：poll是1024.，epoll無限制； 3、罩態(tài)poll系統(tǒng)調(diào)用數(shù)目增大時性能下降快物虧源
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網(wǎng)頁標題：探究Linuxpoll函數(shù)的用途與意義(linuxpoll有什么用)
文章出自：http://www.5511xx.com/article/djppocp.html
