[Linux] Select and Poll

출처 : http://bluelimn.tistory.com/m/post/763

IPC : pipe, named pipe, semaphore, message queue, shared memory, futex, socket

Futex : fast userspace mutex(Spinlock 방식)

- 장점 : 빠름 (sleep 대신 while), 

            lock이 user space에 있기 때문에 접근성이 좋음(공유 메모리나 Thread 및           Process간 공유 가능)

- 단점 : 기본적으로 loop를 계속 돌고 있기 때문에 core수가 뒷받침되어야 한다. 

           (single core에서는 소용 없음.)

pthread mutex vs pthread spinlock

Pasted from <http://www.alexonlinux.com/pthread-mutex-vs-pthread-spinlock> 

Pselect()

int pselect(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,

           fd_set *exceptfds, const struct timespec *timeout,

           const sigset_t *sigmask);

• pselect는 struct timespec 구조체 사용한다. timespec 구조체를 사용함으로써        나노초까지 세밀하게 조정할 수 있게 되었다.

struct timespec {

    long    tv_sec;         /* seconds */

    long    tv_nsec;        /* nanoseconds */

};

• pselect 는 Linux(:12) 커널 2.6.16에 추가되었다. 이전에는 glibc에서 애뮬레이트한 

          함수가 제공되었으나 버그를 가지고 있었다.

• sigmask를 사용해서 시그널을 블럭시킬 수 있다. select의 경우 수행되는 도중에         시그널에 의한 인터럽트가 발생하게 되면, race condition 혹은 무한 블록킹         상태에 놓일 수 있었다. pselect를 사용하면 이러한 문제를 제거할 수 있다. 

Pasted from <http://www.joinc.co.kr/modules/moniwiki/wiki.php/man/2/select> 

Pselect가 select와 다른 점

- Nano sec단위로 사용하므로 이론적으로는 타이머 해상도가 정밀하나 실전에서는 

        micro sec단위도 안정적으로 제공하지 못한다.

- Timeout parameter를 변경하지 않는다. 사용할 때마다 timeout을 다시 설정할 

        필요가 없음

- Signal parameter가 추가됨(sigmask) : signal 을 차단함.

Select() : 동기식 다중 입출력 제공

#include <sys/time.h>

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

Int select (int n,

                  fd_set *readfds,

                   fd_set *writefds,

                   fd_set *execptfds,

                   struct timeval *timeout);

FD_CLR(int fd, fd_set *set);       /* delete FD */

FD_ISSET(int fd, fd_set *set);    /* select의 결과에 해당 fd가 있는지 */

FD_SET(int fd, fd_set *set);      /* add FD*/

FD_ZERO(fd_set *set);

#include <sys/time.h>

Struct timeval {

             long tv_sec;    /* sec */

             long tv_usec;  /* micro sec */

};

Poll() : select를 보완 (fd set을 하나로 통일)

#include <sys/poll.h>

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

#include <sys/poll.h>

Struct pollfd {

            int fd;

            short events;   /* 감시 대상 요청 */

            short revents; /* returned event */

}

Events:

POLLIN : Data other than high-priority data may be read without blocking.

POLLRDNORM : Normal data may be read without blocking.

POLLRDBAND : Priority data may be read without blocking.

POLLPRI : High-priority data may be read without blocking.

POLLOUT : Normal data may be written without blocking.

POLLWRNORM : Equivalent to POLLOUT.

POLLWRBAND : Priority data may be written.

POLLERR : An error has occurred on the device or stream. This flag is only valid in the revents bitmask; it shall be ignored in the events member.

POLLHUP : The device has been disconnected. This event and POLLOUT are mutually-exclusive; a stream can never be writable if a hangup has occurred. However, this event and POLLIN, POLLRDNORM, POLLRDBAND, or POLLPRI are not mutually-exclusive. This flag is only valid in the revents bitmask; it shall be ignored in the events member.

POLLNVAL : The specified fd value is invalid. This flag is only valid in the revents member; it shall ignored in the events member.

Ppoll() : pselect 처럼 만든 것, 나노초 단위, sigmask 제공, linux 전용

#define _GNU_SOURCE

#include <sys/poll.h>

Int ppoll (struct pollfd *fds,

                  nfds_t nfds,

                  const struct timespec *timeout,

                  const sigset_t *sigmask);

server.c

#include <sys/time.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <string.h> #include <sys/stat.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h>   #define TIMEOUT 10       /* timeout : seconds */ #define FD_MAX_CLIENT 3 #define BUF_SIZE 1024 #define EXIT_STR "exit" /*  * error - wrapper for perror  */ void error(char *msg) {   perror(msg);   exit(1); } int main(int argc, char **argv) {     int server_sockfd;     int client_sockfd;      int max_fd;                     /* for using select */     struct sockaddr_in serveraddr;     struct sockaddr_in clientaddr;     int clientlen;     int client[FD_MAX_CLIENT];     char buf[BUF_SIZE];          /* message buffer */     int n; /* message byte size */     struct timeval tv;     fd_set readfds, temp_fds;          int notdone;     int i, ret;     /* socket: create the parent socket  */     server_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);     if (server_sockfd < 0)          error("ERROR opening socket");     max_fd = server_sockfd;     bzero((char*)&serveraddr, sizeof(serveraddr));     serveraddr.sin_family = AF_INET;     serveraddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);     serveraddr.sin_port = htons(9000);       if(bind(server_sockfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) < 0)         error("ERROR on binding");       if(listen(server_sockfd, 5) < 0) /* allow 5 requests(backlog) to queue up */          error("ERROR on listen");          for (i = 0; i < FD_MAX_CLIENT; i++) {         client[i] = -1;     }          /* initialize some things for the main loop */     clientlen = sizeof(clientaddr);     notdone = 1;     printf("TCP Server Waiting ...\n");     fflush(stdout);     FD_ZERO(&readfds);          /* initialize the fd set */     FD_SET(server_sockfd, &readfds); /* add socket fd */     while(notdone)     {         temp_fds = readfds;         tv.tv_sec = TIMEOUT;         tv.tv_usec = 0;                 ret = select(max_fd+1, &temp_fds, 0, 0, &tv);         if (ret < 0)           error("ERROR in select");         else if(ret == 0)         {             printf("waiting...\n");             continue;         }         if (FD_ISSET(server_sockfd, &temp_fds)) {             /* accept: wait for a connection request */             client_sockfd = accept(server_sockfd, (struct sockaddr *)&clientaddr, &clientlen);             if(client_sockfd < 0)                 error("ERROR on accept");                          printf("connection from (%s , %d)\n", inet_ntoa(clientaddr.sin_addr),ntohs(clientaddr.sin_port));             for (i = 0; i < FD_MAX_CLIENT; i++)             {                 if (client[i] < 0) {                     client[i] = client_sockfd;                     printf("\nclient_idx=%d, client_sockfd=%d\n", i, client_sockfd);                     break;                 }             }             if(i >= FD_MAX_CLIENT)             {                 printf("too many clients. so, closing client fd[%d]\n", client_sockfd);                 close(client_sockfd);                 continue;             }             FD_SET(client_sockfd, &readfds); /* add socket fd */             max_fd = (client_sockfd > max_fd)?(client_sockfd):(max_fd);         }         for (i = 0; i <= FD_MAX_CLIENT; i++)         {             if (client[i] < 0)                 continue;                          client_sockfd = client[i];             if (FD_ISSET(client_sockfd, &temp_fds))             {                 bzero(buf, BUF_SIZE);                                  /* n = recv(client_sockfd, buf, BUF_SIZE, 0); */                 n = read(client_sockfd, buf, BUF_SIZE);                 if (n <= 0) {                     printf("Close client_sockfd : %d", client_sockfd);                     close(client_sockfd);                     FD_CLR(client_sockfd, &readfds);                     client[i] = -1;                 }                 printf("[%d]RECV %s\n", client_sockfd, buf);                 if(strncmp(buf,EXIT_STR,strlen(EXIT_STR)) == 0)                 {                     notdone = 0;                     break;                 }                 /* send(client_sockfd,buf,strlen(buf), 0); */                 write(client_sockfd, buf, strlen(buf));                 break;             }         }     }          /* clean up */     printf("\nTerminating server.\n");     close(server_sockfd);     exit(0); }