Synchronous I/O Multiplexing

poll()

La función poll() en C/C++ es una alternativa a select() y epoll() que se utiliza para monitorear múltiples descriptores de archivos, como sockets, para determinar si hay eventos esperando ser procesados. A diferencia de select(), poll() no tiene limitaciones en el número máximo de descriptores que puede manejar.

El plan general es mantener un array de estructuras pollfd con información sobre qué descriptores de socket queremos monitorear y qué tipo de eventos queremos observar. El sistema operativo se bloqueará en la llamada a poll() hasta que ocurra uno de esos eventos (por ejemplo, '¡socket listo para leer!') o hasta que ocurra un tiempo de espera especificado por el usuario.

Sintaxis

#include <poll.h>

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

• fds[]: Un arreglo de estructuras pollfd que especifican los descriptores que se deben monitorear y los eventos de interés.

• nfds: El número total de elementos en el arreglo fds[].

• timeout: El tiempo máximo en milisegundos que poll() esperará por eventos. Un valor de -1 indica que poll() esperará indefinidamente hasta que ocurra un evento.

La función poll() devuelve el número de descriptores de sockets que tienen eventos pendientes (listos para lectura, escritura, o errores) o 0 si ha expirado el tiempo de espera especificado. Si ocurre un error, devuelve -1 y establece errno para indicar el tipo de error.

struct pollfd

Esta es la estrucutra pollfd:

struct pollfd {
    int fd;         // the socket descriptor
    short events;   // bitmap of events we're interested in
    short revents;  // when poll() returns, bitmap of events that occurred
};

• fd: Es el descriptor de archivo (por ejemplo, un socket) que se va a monitorear.

• events: Especifica los eventos que se deben monitorear en el descriptor fd. Puedes configurar varios eventos utilizando constantes como POLLIN para lectura, POLLOUT para escritura, etc. Puedes combinar múltiples eventos usando el operador OR bitwise (|).

• revents: Después de llamar a poll(), esta variable indica los eventos que han ocurrido en el descriptor fd. La función poll() llena este campo con los eventos que realmente han sucedido.

Así que vamos a tener un array de esas estructuras y estableceremos el campo fd para cada elemento a un descriptor de socket que nos interesa monitorear. Luego, configuraremos el campo events para indicar el tipo de eventos que nos interesan.

El campo events se puede rellenar con una de las siguientes macros:

Macro	Description
POLLIN	Alert me when data is ready to recv() on this socket.
POLLOUT	Alert me when I can send() data to this socket without blocking.

select()

La función select() en C/C++ se utiliza para monitorear múltiples descriptores de archivo (como sockets) y determinar cuáles de ellos están listos para lectura, escritura o si hay errores pendientes. Esta función es útil cuando necesitas manejar múltiples conexiones simultáneamente, como en servidores de chat o aplicaciones de red.

Sintaxis

#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int select(int numfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
           fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

• numfds: El número máximo de descriptores de archivo en cualquier conjunto más uno.

• readfds, writefds, exceptfds: Conjuntos de descriptores de archivo para monitorear lectura, escritura y excepciones respectivamente.

• timeout: Estructura struct timeval que especifica el tiempo máximo que select() debe esperar por eventos. Si timeout es NULL, select() espera indefinidamente hasta que ocurra un evento.

La función select() devuelve el número total de descriptores de archivo en los conjuntos readfds, writefds y exceptfds que están listos para lectura, escritura o que tienen excepciones pendientes.

A la hora de llamar a select es recomendable hacerlo con una copia del elemento fd_set que queiras oberservar, ya que reescribira este elemento guardando unicamente los fds que estan disponibles para ser utilizados.

Si ocurre un error, select() devuelve -1 y establece errno para indicar el tipo de error. Si se agota el tiempo especificado en timeout sin que ocurran eventos en los descriptores de archivo, select() devuelve 0.

fd_set

Los conjuntos de descriptores de archivo (fd_set) son conjuntos de bits, donde cada bit representa un descriptor de archivo. fd_set se utiliza para decirle a las funciones de monitoreo (como select() o poll()) qué descriptores de archivo deben ser monitoreados para eventos de lectura, escritura o excepciones.

Maramanipular estos fd_sets se utilizan las siguientes macros:

Function	Description
FD_SET(int fd, fd_set *set);	Añadir fd al set.
FD_CLR(int fd, fd_set *set);	Eliminar fd del set.
FD_ISSET(int fd, fd_set *set);	Devuelve true si fd estan en el set.
FD_ZERO(fd_set *set);	Elimina todos los elementos del set.