select和poll

select函数

原理

select通过一个文件描述符集合（fd_set）来监控多个文件描述符。它会检查这些文件描述符是否准备好进行读、写或异常操作。fd_set是一个位数组，每个位对应一个文件描述符。select会扫描这个数组，检查每个文件描述符的状态。
使用方法

使用FD_SET宏将文件描述符添加到fd_set中，然后调用select函数。select函数会返回准备好操作的文件描述符的数量，并更新fd_set，将未准备好的文件描述符从集合中移除。
优点

• select的API相对简单，容易理解和使用。
  
• 几乎所有操作系统都支持select，具有很好的兼容性。
  

缺点

• select的最大文件描述符数量通常受限于系统定义的FD_SETSIZE（通常是1024）。当监控大量文件描述符时，性能会显著下降。
  
• select需要扫描整个fd_set来确定哪些文件描述符准备好，这在文件描述符数量较多时效率较低。
  
• select需要为每个文件描述符分配一个位，当文件描述符数量较多时，会浪费较多的内存资源。
  
• 不适用于需要处理大量文件描述符的场景。
  

1. #include <sys/select.h>
2. #include <sys/time.h>
4. int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
5. //nfds:需要监控的文件描述符的最大值加1
6. //readfds:指向可读文件描述符集合的指针
7. //writefds:指向可写文件描述符集合的指针
8. //exceptfds:指向异常条件文件描述符集合的指针
9. //timeout:超时时间
10. //ret:返回集合中文件描述符的数量，调用完成后没有改变的文件描述符会被清除

复制代码

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <sys/select.h>
4. #include <unistd.h>
6. int main() {
7.     // 创建两个文件描述符，用于示例
8.     int pipefds[2];
9.     if (pipe(pipefds) == -1) {
10.         perror("pipe");
11.         exit(EXIT_FAILURE);
12.     }
14.     // 初始化文件描述符集合
15.     fd_set readfds;
16.     FD_ZERO(&readfds);
17.     FD_SET(pipefds[0], &readfds); // 读端
18.     FD_SET(STDIN_FILENO, &readfds); // 标准输入
20.     // 设置超时时间
21.     struct timeval timeout;
22.     timeout.tv_sec = 5; // 5秒超时
23.     timeout.tv_usec = 0;
25.     // 调用 select
26.     int ret = select(pipefds[0] + 1, &readfds, NULL, NULL, &timeout);
27.     if (ret == -1) {
28.         perror("select");
29.         exit(EXIT_FAILURE);
30.     } else if (ret == 0) {
31.         printf("Select timeout\n");
32.     } else {
33.         if (FD_ISSET(pipefds[0], &readfds)) {
34.             printf("Pipe read end is ready for reading\n");
35.         }
36.         if (FD_ISSET(STDIN_FILENO, &readfds)) {
37.             printf("Standard input is ready for reading\n");
38.         }
39.     }
41.     // 关闭文件描述符
42.     close(pipefds[0]);
43.     close(pipefds[1]);
45.     return 0;
46. }

复制代码

poll函数

原理

poll使用一个pollfd结构数组来监控文件描述符。每个pollfd结构包含一个文件描述符、要监控的事件（如读、写）和事件状态。poll函数会检查这些结构，确定哪些文件描述符已经准备好指定的事件。
使用方法

创建一个pollfd数组，为每个文件描述符设置要监控的事件，然后调用poll函数。poll函数会返回准备好操作的文件描述符的数量，并更新每个pollfd结构的事件状态。
优点

• poll没有像select那样的文件描述符数量限制，可以处理更多的文件描述符。
  
• poll直接返回准备好操作的文件描述符，不需要像select那样扫描整个集合，效率相对较高。
  

缺点

• poll需要为每个文件描述符分配一个pollfd结构，当文件描述符数量较多时，会占用较多的内存资源。
  
• 虽然poll没有文件描述符数量限制，但在文件描述符数量非常多时，性能也会受到影响，因为poll需要逐个检查每个pollfd结构。
  
• 不适用于高并发的场景
  

1. struct pollfd {
2.     int fd;        // 文件描述符
3.     short events;  // 需要监控的事件
4.     short revents; // 实际发生的事件
5. };
6. #include <poll.h>
7. int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
8. //fds:指向 pollfd 结构数组的指针
9. //nfds:pollfd 结构数组的大小。
10. //timeout:超时时间（毫秒）。如果设置为 -1，则表示阻塞直到有文件描述符准备好。
11. //ret:>0 状态改变的文件描述符的数量  =0 超时   -1，表示调用发生错误。

复制代码

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <poll.h>
4. #include <unistd.h>
6. int main() {
7.     // 创建两个文件描述符，用于示例
8.     int pipefds[2];
9.     if (pipe(pipefds) == -1) {
10.         perror("pipe");
11.         exit(EXIT_FAILURE);
12.     }
14.     // 初始化 pollfd 结构数组
15.     struct pollfd fds[2];
16.     fds[0].fd = pipefds[0]; // 读端
17.     fds[0].events = POLLIN;
18.     fds[1].fd = STDIN_FILENO; // 标准输入
19.     fds[1].events = POLLIN;
21.     // 调用 poll
22.     int ret = poll(fds, 2, -1); // 阻塞等待
23.     if (ret == -1) {
24.         perror("poll");
25.         exit(EXIT_FAILURE);
26.     }
28.     // 检查结果
29.     if (ret > 0) {
30.         if (fds[0].revents & POLLIN) {
31.             printf("Pipe read end is ready for reading\n");
32.         }
33.         if (fds[1].revents & POLLIN) {
34.             printf("Standard input is ready for reading\n");
35.         }
36.     }
38.     // 关闭文件描述符
39.     close(pipefds[0]);
40.     close(pipefds[1]);
42.     return 0;
43. }

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