linux poll延时

poll 是 Linux 系统中用于 I/O 多路复用的系统调用，它允许进程监视多个文件描述符，等待其中任何一个变为可读、可写或有异常条件待处理。当没有文件描述符就绪时，poll 会阻塞，直到有文件描述符就绪或者超时发生。

基础概念

• 文件描述符：在 Unix 和类 Unix 系统中，文件描述符是一个非负整数，用于标识进程打开的文件或其他 I/O 资源。
• I/O 多路复用：是一种允许单个进程监视多个文件描述符的技术，一旦某个文件描述符就绪（例如，数据可读），就能够通知应用程序进行相应的读写操作。

poll 的优势

• 跨平台：poll 是 POSIX 标准的一部分，因此在大多数 Unix-like 系统上都可以使用。
• 灵活性：可以指定每个文件描述符的感兴趣事件，并且可以为 poll 调用设置超时时间。
• 效率：相比于轮询所有文件描述符，poll 只在必要时唤醒进程，减少了 CPU 的使用。

类型

poll 主要有两种使用类型：

1. 阻塞调用：如果没有文件描述符就绪，poll 会一直阻塞，直到至少有一个文件描述符就绪或者超时。
2. 非阻塞调用：通过设置文件描述符为非阻塞模式，poll 会立即返回，即使没有文件描述符就绪。

应用场景

• 网络服务器：监听多个客户端连接，处理并发请求。
• 事件驱动程序：需要同时处理多个 I/O 操作的应用程序。
• 实时系统：需要在限定时间内响应外部事件的系统。

延时问题

poll 的延时通常是由以下几个因素造成的：

1. 超时设置：如果在 poll 调用中设置了超时时间，那么 poll 最多会阻塞这个时间长度。
2. 系统负载：如果系统负载很高，poll 可能会因为内核调度延迟而比预期晚返回。
3. 文件描述符状态：如果没有任何文件描述符就绪，poll 会一直阻塞，直到超时。

解决延时问题

• 优化超时设置：根据应用需求合理设置超时时间，避免不必要的等待。
• 减少系统负载：优化程序代码，减少 CPU 和内存的使用，降低系统负载。
• 使用其他 I/O 多路复用技术：如 epoll（Linux 特有），它在处理大量文件描述符时性能更好。
• 非阻塞 I/O：结合非阻塞 I/O 和 poll 可以减少不必要的阻塞。

示例代码

以下是一个简单的 poll 使用示例，设置了一个超时时间为 5000 毫秒（5 秒）：

#include <poll.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    struct pollfd fds[1];
    int timeout = 5000; // 超时时间设置为5000毫秒

    // 初始化文件描述符集
    fds[0].fd = STDIN_FILENO; // 标准输入
    fds[0].events = POLLIN;   // 关注可读事件

    // 调用poll
    int ret = poll(fds, 1, timeout);
    if (ret == -1) {
        perror("poll");
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else if (ret == 0) {
        printf("poll超时，没有数据可读\n");
    } else {
        if (fds[0].revents & POLLIN) {
            char buf[1024];
            ssize_t n = read(fds[0].fd, buf, sizeof(buf));
            if (n > 0) {
                printf("读取到数据: %s\n", buf);
            }
        }
    }

    return 0;
}

在这个示例中，程序会等待标准输入有数据可读，或者等待 5 秒后超时。如果超时发生，程序会打印一条消息说明没有数据可读。