select 有一个缺点：它所支持的文件描述符的个数是有限的。在 Linux 系统中，select 的默认最大值为 1024。
那么有没有别的 I/O 多路复用技术可以突破文件描述符个数限制呢？ poll 函数。
poll 函数介绍
poll 是除了 select 之外，另一种普遍使用的 I/O 多路复用技术，和 select 相比，它和内核交互的数据结构有所变化，另外，也突破了文件描述符的个数限制。
下面是 poll 函数的原型：
int poll(struct pollfd *fds, unsigned long nfds, int timeout);
返回值：若有就绪描述符则为其数目，若超时则为 0，若出错则为 -1
第一个参数是一个 pollfd 的数组。其中 pollfd 的结构如下：
struct pollfd {
int fd; /* file descriptor */
short events; /* events to look for */
short revents; /* events returned */
};
由三个部分组成，首先是描述符 fd，然后是描述符上待检测的事件类型 events，注意这里的 events 可以表示多个不同的事件，具体的实现可以通过使用二进制掩码位操作来完成，例如，POLLIN 和 POLLOUT 可以表示读和写事件。
#define POLLIN 0x0001 /* any readable data available */
#define POLLPRI 0x0002 /* OOB/Urgent readable data */
#define POLLOUT 0x0004 /* file descriptor is writeable */
和 select 非常不同的地方在于，poll 每次检测之后的结果不会修改原来的传入值，而是将结果保留在 revents 字段中，这样就不需要每次检测完都得重置待检测的描述字和感兴趣的事件。可以把 revents 理解成“returned events”。
events 类型的事件可以分为两大类。
第一类是可读事件，有以下几种：
#define POLLIN 0x0001 /* any readable data available */
#define POLLPRI 0x0002 /* OOB/Urgent readable data */
#define POLLRDNORM 0x0040 /* non-OOB/URG data available */
#define POLLRDBAND 0x0080 /* OOB/Urgent readable data */
一般我们在程序里面有 POLLIN 即可。套接字可读事件和 select 的 readset 基本一致，是系统内核通知应用程序有数据可以读，通过 read 函数执行操作不会被阻塞。
第二类是可写事件，有以下几种：
#define POLLOUT 0x0004 /* file descriptor is writeable */
#define POLLWRNORM POLLOUT /* no write type differentiation */
#define POLLWRBAND 0x0100 /* OOB/Urgent data can be written */
一般我们在程序里面统一使用 POLLOUT。套接字可写事件和 select 的 writeset 基本一致，是系统内核通知套接字缓冲区已准备好，通过 write 函数执行写操作不会被阻塞。
以上两大类的事件都可以在“returned events”得到复用。还有另一大类事件，没有办法通过 poll 向系统内核递交检测请求，只能通过“returned events”来加以检测，这类事件是各种错误事件。
#define POLLERR 0x0008 /* 一些错误发送 */
#define POLLHUP 0x0010 /* 描述符挂起 */
#define POLLNVAL 0x0020 /* 请求的事件无效 */
回过头看一下 poll 函数的原型。参数 nfds 描述的是数组 fds 的大小，就是向 poll 申请的事件检测的个数。
最后一个参数 timeout，描述了 poll 的行为。
如果是一个 <0 的数，表示在有事件发生之前永远等待；如果是 0，表示不阻碍进程，立即返回；如果是一个 >0 的数，表示 poll 调用方等待指定的毫秒数后返回。
当有错误发生时，poll 函数的返回值为 -1；如果在指定的时间到达之前没有任何事件发生，则返回 0，否则就返回检测到的事件个数，也就是“returned events”中非 0 的描述符个数。
poll 函数有一点非常好，如果我们不想对某个 pollfd 结构进行事件检测， 可以把它对应的 pollfd 结构的 fd 成员设置成一个负值。这样，poll 函数将忽略这样的 events 事件，检测完成以后，所对应的“returned events”的成员值也将设置为 0。
在 select 里，文件描述符的个数已经随着 fd_set 的实现而固定，没有办法对此进行配置；而在 poll 函数里，我们可以控制 pollfd 结构的数组大小，这意味着我们可以突破原来 select 函数最大描述符的限制，在这种情况下，应用程序调用者需要分配 pollfd 数组并通知 poll 函数该数组的大小。
基于 poll 的服务器程序
下面我们将开发一个基于 poll 的服务器程序。这个程序可以同时处理多个客户端连接，并且一旦有客户端数据接收后，同步地回显回去。这已经是一个颇具高并发处理的服务器原型了，再加上后面讲到的非阻塞 I/O 和多线程等技术，基本上就是可使用的准生产级别了。
先在common.h中加入一个新函数，该函数只到listen就结束，不accept
int tcp_server_listen(int port) {
int listenfd;
listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
struct sockaddr_in server_addr;
bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
server_addr.sin_port = htons(port);
int on = 1;
setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on));
int rt1 = bind(listenfd, (struct sockaddr *) &server_addr, sizeof(server_addr));
if (rt1 < 0) {
error(1, errno, "bind failed ");
}
int rt2 = listen(listenfd, LISTENQ);
if (rt2 < 0) {
error(1, errno, "listen failed ");
}
signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
return listenfd;
}
#include "common.h"
#define INIT_SIZE 128
int main(int argc, char **argv) {
int listen_fd, connected_fd;
int ready_number;
ssize_t n;
char buf[MAXLINE];
struct sockaddr_in client_addr;
listen_fd = tcp_server_listen(SERV_PORT);
//初始化pollfd数组，这个数组的第一个元素是listen_fd，其余的用来记录将要连接的connect_fd
struct pollfd event_set[INIT_SIZE];//13行
event_set[0].fd = listen_fd;
event_set[0].events = POLLIN;
// 用-1表示这个数组位置还没有被占用
int i;
for (i = 1; i < INIT_SIZE; i++) {
event_set[i].fd = -1;
}
for (;;) {
if ((ready_number = poll(event_set, INIT_SIZE, -1)) < 0) {//24行
error(1, errno, "poll failed ");
}
if (event_set[0].revents & POLLIN) {//28行
socklen_t client_len = sizeof(client_addr);
connected_fd = accept(listen_fd, (struct sockaddr *) &client_addr, &client_len);
//找到一个可以记录该连接套接字的位置
for (i = 1; i < INIT_SIZE; i++) {//33行
if (event_set[i].fd < 0) {
event_set[i].fd = connected_fd;
event_set[i].events = POLLIN;
break;
}
}
if (i == INIT_SIZE) {//41行
error(1, errno, "can not hold so many clients");
}
if (--ready_number <= 0)//45行
continue;
}
for (i = 1; i < INIT_SIZE; i++) {
int socket_fd;
if ((socket_fd = event_set[i].fd) < 0)
continue;
if (event_set[i].revents & (POLLIN | POLLERR)) {//53行
if ((n = read(socket_fd, buf, MAXLINE)) > 0) {
if (write(socket_fd, buf, n) < 0) {
error(1, errno, "write error");
}
} else if (n == 0 || errno == ECONNRESET) {
close(socket_fd);
event_set[i].fd = -1;
} else {
error(1, errno, "read error");
}
if (--ready_number <= 0)//65行
break;
}
}
}
}
13 行初始化了一个 pollfd 数组。这里数组的大小固定为 INIT_SIZE，这在实际的生产环境肯定是需要改进的。
监听套接字上如果有连接建立完成，也可以通过 I/O 事件复用来检测到。在第 14-15 行，将监听套接字 listen_fd 和对应的 POLLIN 事件加入到 event_set 里，表示我们期望内核检测监听套接字上的连接建立完成事件。
如果对应 pollfd 里的文件描述字 fd 为负数，poll 函数将会忽略这个 pollfd，所以我们在第 18-21 行将 event_set 数组里其他没有用到的 fd 统统设置为 -1。-1 表示了当前 pollfd 没有被使用。
下面程序进入无限循环，24 行调用 poll 函数进行事件检测。poll 函数传入的参数为 event_set 数组，数组大小 INIT_SIZE 和 -1。这里之所以传入 INIT_SIZE，是因为 poll 函数可以自动忽略 fd 为 -1 的 pollfd，否则我们每次都需要计算一下 event_size 里真正需要被检测的元素大小；timeout 设置为 -1，表示在 I/O 事件发生之前 poll 调用一直阻塞。
如果内核检测到监听套接字上的连接建立事件，就进入到第 28 行的判断分支。使用 event_set[0].revent 来和对应的事件类型进行位与操作， event 都是通过二进制位来进行记录的，位与操作是和对应的二进制位进行操作，一个文件描述字是可以对应到多个事件类型的。
在这个分支里，调用 accept 函数获取了连接描述字。33-38 行把连接描述字 connect_fd 也加入到 event_set 里，说明我们感兴趣的事件类型为 POLLIN，也就是套集字上有数据可以读。从数组里查找一个没有被占用的位置(fd 为 -1)，然后把 fd 设置为新的连接套接字 connect_fd。
如果找不到这样的位置，说明 event_set 已经连接满了，这就是第 41-42 行所做的事情。
第 45-46 行是一个加速优化能力，因为 poll 返回的一个整数，说明了这次 I/O 事件描述符的个数，如果处理完监听套接字之后，就已经完成了这次 I/O 复用所要处理的事情，那么我们就可以跳过后面的处理，再次进入 poll 调用。
接下来的循环处理是查看 event_set 里面其他的事件，也就是已连接套接字的可读事件。这是通过遍历 event_set 数组来完成的。
如果数组里的 pollfd 的 fd 为 -1，说明这个 pollfd 没有递交有效的检测，直接跳过；通过检测 revents 的事件类型是 POLLIN 或者 POLLERR，进行读操作。读取数据正常后通过 write 操作回显给客户端；如果读到 EOF 或者是连接重置，则关闭这个连接，并且把 event_set 对应的 pollfd 重置；
和前面的优化加速处理一样，第 65-66 行是判断如果事件已经被完全处理完之后，直接跳过对 event_set 的循环处理，再次来到 poll 调用。
实验
启动这个服务器程序，然后通过 telnet 连接到这个服务器程序。为了检验这个服务器程序的 I/O 复用能力，我们可以多开几个 telnet 客户端，并且在屏幕上输入各种字符串。
客户端 1：
$telnet 127.0.0.1 43211
Trying 127.0.0.1...
Connected to 127.0.0.1.
Escape character is '^]'.
a
a
aaaaaaaaaaa
aaaaaaaaaaa
afafasfa
afafasfa
fbaa
fbaa
^]
telnet> quit
Connection closed.
客户端 2：
telnet 127.0.0.1 43211
Trying 127.0.0.1...
Connected to 127.0.0.1.
Escape character is '^]'.
b
b
bbbbbbb
bbbbbbb
bbbbbbb
bbbbbbb
^]
telnet> quit
Connection closed.
可以看到这两个客户端互不影响，每个客户端输入的字符很快会被回显到客户端屏幕上。一个客户端断开连接，也不会影响到其他客户端。
