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前言
接触这几个概念是在整理BIO和NIO的时候，开始只知道epoll和select都是I/O多路复用的技术，都可以实现同时监听多个I/O事件的状态。只知道select是轮询模式效率较低，epoll是事件监听模式效率更高，底层基于linux，其实也是云里雾里，特此出此系列文章作为自己进一步学习和整理。（笔者技术栈有限，linux底层不会涉及太深只是对概念/机制基本的了解。）
上篇：Linux之select
确定学习目标
- poll的本质是啥
poll
名称
poll, ppoll - wait for some event on a file descriptor
概要
#include <poll.h>
int poll(struct pollfd * fds , nfds_t nfds , int timeout );
#define _GNU_SOURCE /* See feature_test_macros(7) */
#include <poll.h>
int ppoll(struct pollfd * fds , nfds_t nfds ,
const struct timespec * tmo_p , const sigset_t * sigmask );
描述
poll()执行与select(2)类似的任务：它等待fd set中的一个文件描述符准备就绪执行I/O。Linux 特定的 epoll(7) API 执行类似的任务，但提供的功能超出了 poll() 中的功能。
要监视的文件描述符集在 fds 参数中指定，该参数是以下形式的结构数组：
struct pollfd {
int fd; /* file descriptor */
short events; /* requested events */
short revents; /* returned events */
};
调用者应在nfds中指定fds数组中的项目数。
字段fd包含打开文件的文件描述符。如果此字段为负数，则忽略相应的events字段并且revents字段返回零。（这提供了一个简单的单个poll()调用忽略文件描述符方法：只需要把fd字段置为负数。但是请注意，此技术不能用于忽略为0的文件描述符。）
字段events是一个输入参数，一位掩码，指定应用程序对文件描述符fd感兴趣的事件。这个字段也许指定为零，在这种情况下，可以在revents 中返回的事件只有 POLLHUP、POLLERR 和 POLLNVAL（见下文）。
字段 revents 是一个输出参数，由内核填充实际发生的事件。revents 中返回的位可以包括任何在 events 中指定的位，或POLLERR、POLLHUP 或 POLLNVAL 之一的值 。 （这三个位在 events 字段中是没有意义的，只要相应的条件为真，就会在 revents 字段中设置。）
如果任何文件描述符都没有发生任何请求的事件（并且没有错误），则 poll() 会阻塞，直到其中一个事件发生。
timeout参数指定poll()应该阻塞等待文件描述符准备好的毫秒数。 调用将阻塞，直到：
- 文件描述符准备就绪
- 调用被信号处理程序中断
- 超时到期
请注意，超时间隔将四舍五入到系统时钟粒度，内核调度延迟意味着阻塞间隔可能会超出少量。在 timeout 中指定负值意味着无限超时。 将超时指定为零会导致 poll() 立即返回，即使没有就绪好的文件描述符。
可以在events和revents中设置/返回的位在中定义：
POLLIN： 有数据要读取。
POLLPRI： 文件描述符中存在异常情况。可能性包括：
-
- TCP socket上有带外数据（请参阅tcp(7)）。
- 包模式下的伪终端主机已经发现在从属设备上状态发生更改（请参阅 ioctl_tty(2)）。
- cgroup.events 文件已被修改（请参阅 cgroups(7)）。
POLLOUT： 现在可以写了，尽管大于socket或pipe中可用空间的写入仍然会阻塞（除非设置了 O_NONBLOCK）。
POLLRDHUP（自 Linux 2.6.17 起）： Stream socket peer 关闭连接，或者关闭写入一半的连接。必须定义 _GNU_SOURCE 功能测试宏（在包含任何头文件之前）才能获得此定义。
POLLERR： 错误条件（仅在revents中返回；在events中被忽略）。当读取端已关闭时，该位也为引用管道写入端的文件描述符设置。
POLLHUP： 挂断（仅在revents中返回；在events中被忽略）。请注意，当从channel、pipe或流socket读取时，此事件仅表示对等方关闭了其channel的末端。 只有在channel中所有未完成的数据都被消耗完后，从通道中读取的后续数据才会返回 0（文件结尾）。
POLLNVAL： 无效请求：fd 未打开（仅在revents中返回；在events中被忽略）。
在定义 _XOPEN_SOURCE 进行编译时，还具有以下内容，除了上面列出的位之外，它们不会传达更多信息：
POLLRDNORM： 相当于POLLIN。
POLLRDBAND： 优先读取带数据（在 Linux 上通常不使用）。
POLLWRNORM： 相当于POLLOUT。
POLLWRBAND： 写入优先级数据。
Linux 也知道但不使用POLLMSG。
ppoll()
poll()和ppoll()之间的关系类似于select(2)和pselect(2)之间的关系：像select(2)一样，ppoll()允许应用程序安全地等待，直到文件描述符准备好或直到捕获到信号。
除了 timeout 参数的精度不同之外，以下 ppoll() 调用：
ready = ppoll(&fds, nfds, tmo_p, &sigmask);
几乎等同于以原子方式执行以下调用：
sigset_t origmask;
int timeout;
timeout = (tmo_p == NULL) ? -1 :
(tmo_p->tv_sec * 1000 + tmo_p->tv_nsec / 1000000);
pthread_sigmask(SIG_SETMASK, &sigmask, &origmask);
ready = poll(&fds, nfds, timeout);
pthread_sigmask(SIG_SETMASK, &origmask, NULL);
上述代码段被描述为几乎等效，因为 poll() 的负超时值被解释为无限超时，而 *tmo_p 中表示的负值会导致 ppoll() 出错。
请参阅 pselect(2) 的描述，了解为啥需要ppoll()。
如果 sigmask 参数指定为 NULL，则不执行信号掩码操作（因此 ppoll() 与 poll() 的区别仅在于 timeout 参数的精度）。
mo_p 参数指定 ppoll() 将阻塞的时间量的上限。 此参数是指向以下形式的结构的指针：
struct timespec {
long tv_sec; /* seconds */
long tv_nsec; /* nanoseconds */
};
如果tmo_p指定为 NULL，则ppoll () 可以无限期地阻塞。
返回值
成功时，poll() 返回一个非负值，pollfds中revents字段已被设置为非0（表示事件或错误）的元素个数。如果在任何文件描述符准备好之前超时过期，则返回值可能为零。
出错时返回 -1，并设置 errno 以指示错误。
版本
poll() 系统调用是在 Linux 2.1.23 中引入的。 在缺少此系统调用的旧内核上，glibc poll() 包装函数使用 select(2) 提供模拟。
ppoll() 系统调用在内核 2.6.16 中添加到 Linux。 ppoll() 库调用是在 glibc 2.4 中添加的。
小结
- 使用链表存储fd及其监听事件类型和返回发生的事件类型，所以没有select的FD_SETSIZE限制。
- poll可以监控多个I/O事件的状态。
- poll()会阻塞调用直到：FD准备就绪、调用被信号处理程序中断、超时到期。
- poll()返回fds中revents字段被设置为非0的元素个数。如果在任何文件描述符准备好之前超时过期，则返回值可能为零。
- ppoll()相当于poll()的升级：poll的超时单位为毫秒，负数为无限超时、ppoll为结构体（分为秒和纳秒），负数会导致错误，指定NULL可以无限等待；增加sigmask参数避免死锁。
poll本质
可以看出poll和select类似，虽然没有FD_SETSIZE限制但是仍然需要遍历FDs,效率还是很低。
