在Select的基础上学习poll
1：poll的核心定位
poll 是Linux 下为解决 select 缺陷而设计的 IO 多路复用系统调用。
- 核心能力：一个线程同时监控多个文件描述符（fd），阻塞等待直到有 fd 就绪。
- 设计目标：解决 select 的fd 数量上限、参数必须重置、使用繁琐问题。
- 本质：用结构体数组替代 select 的位图，多路复用逻辑不变，底层实现优化。
2：poll的核心结构体
poll不再使用位图fd_set，而是使用结构体数组管理每个fd
struct pollfd { int fd; // 待监控的文件描述符 short events; // 用户→内核：我要监控什么事件（输入） short revents; // 内核→用户：实际发生了什么事件（输出） };1：fd
- 要监控的文件描述符（socket fd）。
- fd = -1：表示该位置无效，内核会直接忽略这个元素。
2：events
- 输入参数：用户告诉内核「我需要监控这个 fd 的哪些事件」。
- 可通过位运算同时监控多个事件（如
POLLIN | POLLOUT）。
3：revents
- 输出参数：内核返回给用户「这个 fd 实际发生了哪些事件」。
- 内核只会修改 revents，不会覆盖 events，这是 poll 不用重置的关键。
3：poll函数原型
#include <poll.h> int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);1：fds
struct pollfd结构体数组的首地址。- 存放所有需要监控的 fd 信息。
2：nfds
- 结构体数组的有效长度（内核需要遍历的元素个数）。
- 不用像 select 一样算
max_fd+1，直接传数组长度即可。
3：timeout
-1：永久阻塞，直到有 fd 就绪。0：非阻塞，立即返回，只检测当前状态。>0：等待指定毫秒数，超时返回 0。
返回值
- >0：就绪的文件描述符总数。
- =0：超时，没有任何 fd 就绪。
- =-1：调用失败，错误码存于 errno。
4：poll核心事件类型
poll 支持的事件比 select 丰富，服务器开发只需要重点记 3 个：
1：POLLIN（读就绪）
监听socket：有新客户端连接
已连接socket：接收缓冲区有数据/对端关闭连接
2：POLLOUT（写就绪）
发送缓冲区有空余空间，可以无阻塞send
3：POLLERR（异常就绪）
文件描述符发生错误
5：poll的完整流程
6：poll 的就绪条件（和 select 完全一致）
1：读就绪（ POLLIN）
监听socket：有新连接请求
已连接socket：接收缓冲区有数据
已连接socket：对端发送关闭（recv返回0）
2：写写就绪（POLLOUT）
发送缓冲区有空闲空间
非阻塞connect成功/失败
3：异常就绪（POLLERR）
文件描述符发生错误。
7：poll的优缺点
优点（解决了 select 的 3 大硬伤）
- 初始化 pollfd 数组把数组中所有元素的
fd置为-1，标记为无效位置。 - 加入监控把监听 socket 的 fd 填入数组，设置
events = POLLIN（监控读事件）。 - 调用 poll内核开始遍历数组，只检查
fd != -1的元素，阻塞等待就绪。 - 内核标记就绪内核检测到某个 fd 就绪，就把对应元素的
revents置为对应事件。 - poll 返回返回就绪 fd 数量，不会修改 events，不用重置监控集合。
- 用户态遍历遍历 pollfd 数组，检查
revents判断哪个 fd 就绪。 - 处理事件监听 fd 就绪 → accept 新连接；普通 fd 就绪 → recv 读数据。
- 循环执行新连接加入数组，断开连接的 fd 置为
-1，继续循环。
无 fd 数量上限仅受系统内存限制，不用修改内核，默认可支持上万 fd。无需重置监控集合events（输入）和revents（输出）分离，内核不覆盖用户设置。
缺点（和 select 一样的底层缺陷）
- 内核 O (n) 遍历每次调用都要遍历所有 fd，fd 越多效率越低。
- 用户态→内核态拷贝每次都要拷贝整个 pollfd 数组，fd 数量大时开销高。
- 跨平台差仅支持 Linux/Unix，Windows 不支持。
- 使用更简单不用维护
max_fd，不用位图操作（FD_SET/FD_ZERO）。 - 事件更灵活支持位运算，可同时监控读、写、异常事件。
- 使用更简单不用维护
8：poll和select的对比
| 理论点 | select | poll |
|---|---|---|
| 数据结构 | 位图（fd_set） | 结构体数组（pollfd） |
| fd 数量上限 | 固定 4096 | 无上限（内存限制） |
| 参数重置 | 必须重置位图 | 无需重置（输入输出分离） |
| 最大 fd 计算 | 需要算 max_fd+1 | 不需要，传数组长度 |
| 内核遍历效率 | O(n) | O(n) |
| 跨平台 | 全平台支持 | 仅 Linux/Unix |
9：项目级别的Poll的应用
只是在上一篇文章的Select的实现改成了Poll的实现
1：PoolLoop.hpp
#pragma once #include "EventLoop.hpp" #include "../connection/Connection.hpp" #include <vector> #include <poll.h> #include <mutex> class PollLoop : public EventLoop{ public: //接口和SelectPoll一样 bool init() override; bool addConnection(Connection* conn) override; void run() override; private: std::vector<pollfd> m_pollFds;//poll核心结构体数组 std::vector<Connection*> m_connections;//储存连接对象的指针,方便管理 std::mutex mtx;//线程锁 };2：PollLoop.cpp
#include "PollLoop.hpp" #include "../../config/Config.hpp" #include "../log/Logger.hpp" #include "../connection/Connection.hpp" #include <iostream> #include <algorithm> //事件初始化 bool PollLoop::init() { m_pollFds.clear(); m_connections.clear(); LOG_INFO("SelectPool initialized successfully"); return true; } //添加客户端到poll监听 bool PollLoop::addConnection(Connection* conn) { if(conn==nullptr) { LOG_FATAL("Poll addconnection faild:null connetion pointer"); return false; } std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); int clientfd= conn->getFd(); /*struct pollfd { int fd; // 待监控的文件描述符 short events; // 用户→内核：我要监控什么事件（输入） short revents; // 内核→用户：实际发生了什么事件（输出）*/ //浮躁pollfd结构体监听读事件 pollfd pfd{}; pfd.fd = clientfd; pfd.events = POLLIN;//监听客户端发送的数据 m_pollFds.push_back(pfd);//加入核心结构体数组 m_connections.push_back(conn);//加入连接管理队列 LOG_INFO("PollLoop added connection fd=%d",clientfd); return true; } //Poll事件循环 void PollLoop::run() { LOG_INFO("PollLoop event loop started %p",pthread_self()); //保证只打印一次 bool has_valid_event=true; while(true) { //线程安全拷贝 std::vector<pollfd> tmpPollFds; std::vector<Connection*> tmpConns; { std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); tmpPollFds = m_pollFds; tmpConns = m_connections; }//锁立即释放，无死锁 //poll系统调用 //参数1:pollfd数组首地址 //参数2:数组大小 //参数3:超时时间(ms) //返回值,>0就绪时间总数;==0超时;==-1出错 int eventnum= poll(tmpPollFds.data(),tmpPollFds.size(),5000); if(eventnum<=0) { continue; } else { if(has_valid_event) { LOG_INFO("Poll Success"); has_valid_event=false; } } //处理就绪事件 for(size_t i =0;i<tmpPollFds.size();i++) { //只处理就绪事件 if(tmpPollFds[i].revents & POLLIN) { int ready_fd= tmpPollFds[i].fd; //找到对应链接 for(auto conn:tmpConns) { if(conn->getFd()==ready_fd) { //找到了 conn->readData();//处理客户端消息 break; } } } } } }3：项目连接
https://github.com/silin-code/study-code/tree/c47bb5ef582a35c62c6f3fe80f214f76659e52f2/Project_TCPServer_Plus