探究Linux poll函数的用途与意义 (linux poll有什么用)

Linux 是一个基于 Unix 的操作系统，由于其开源、免费、高可定制性等一系列优点，越来越多的用户选择 Linux 作为其日常操作系统。与此同时，Linux 系统也有许多优秀的特性，其中 poll 函数便是一种十分重要的系统级函数。本文将对 Linux poll 函数进行深入探究，共同了解其用途与意义。

一、poll 的定义和基本用法

在 Linux 系统编程中，poll 函数用于监听一组文件描述符的状态。其基本定义如下:

“`c

#include

int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);

“`

其中，struct pollfd 表示被监听的一组文件描述符， nfds_t 表示被监听的文件描述符总数， timeout 表示监听的时间限制（单位为毫秒）。 poll 函数会对这组文件描述符进行并行监听，直到满足以下一种条件：

1. 监听的文件描述符中某一个可读可写，poll 函数返回一个整数值，表示满足条件的文件描述符个数；

2. 监听的时间到达 timeout ，函数返回 0 。

如果 poll 函数返回负数，则表示进行监听出现了异常，需要进行错误处理。

二、poll 函数的实现原理

poll 函数实际上是使用了I/O多路复用技术，将多个文件描述符放入一个内置的轮询器中，通过轮询器将这些文件描述符的状态变化进行监听。

与 select 和 epoll 函数类似，poll 函数也是将一组文件描述符加入到内核事件表中。与 select 函数不同的是，poll 函数不需要开发者遍历全部文件描述符，而是直接在内核事件表中对文件描述符进行检查，并返回就绪的文件描述符个数。

在 Linux 内核中，poll 的实现由两个部分组成：字段层（file layer）和内部神经元（neuron）。其中，字段层负责文件描述符的添加、删除以及事件的更新；神经元负责监听各个文件描述符，直到某个文件描述符就绪，神经元会将该文件描述符的事件信息通知字段层进行处理。

三、poll 函数的意义

poll 函数在 Linux 系统中有着广泛的应用。其主要意义体现在以下几个方面。

1. 提高文件描述符的处理效率

在系统编程中，文件描述符是与底层系统进行通信的重要的接口。若存在大量的文件描述符，为每个文件描述符开启一个线程是不现实的，这时便需要使用 I/O多路复用技术，将多个文件描述符的事件监听委托给操作系统解决。通过使用 poll 函数，可以大量减少 CPU 将程序切换到 I/O操作与监听状态之间的时间，从而使程序得以更快地响应用户请求。

2. 提高程序的并发处理能力

poll 函数的一个重要应用是通过监听多个文件描述符实现异步 I/O。在实际应用中，网络操作耗时较长，同步操作会让程序停滞，影响处理效率，而异步操作可以释放 CPU 资源，提高程序的并发能力。核心思路便是把多个文件描述符加入到 poll 中进行监听，可让单线程同时处理多个 I/O 请求。

3. Linux 系统安全性质的支持

Linux 系统的多用户登陆特性，为操作系统安全性质带来了不小的挑战。为了保证系统的稳定性与安全性，限制用户对 I/O 的访问具有重要意义。一旦 I/O 状态出现异常，程序能够及时捕捉并做出响应。通过监听一组文件描述符的方式，系统可以进行实时监测、满足运维人员对系统 I/O 流量的控制与限制要求。

四、poll 函数的使用技巧

在使用 poll 函数时，需要注意以下几点技巧。

1. 检查 poll 返回值

使用 poll 函数进行监听操作后，应该检查其返回值，以判断是否出现异常，应如何进行异常处理。

2. 使用文件描述符容量

为了避免文件描述符数量不足导致程序运行出错，应使用更大的文件描述符容量。可以使用 ulimit 命令来设置文件描述符数量。

3. 利用超时机制维持程序稳定性

采用 poll 进行监听时，若仅考虑监听状态而不考虑超时机制，就会导致程序空闲。需要结合时间约束来维持程序的稳定性，提高程序的响应时间。

五、