POSIX POLLOUT 和阻塞文件描述符

Question

根据the POSIX poll docs，POLLOUT 标志表示“可以写入正常数据而不会阻塞。”。但是有多少数据？有没有固定的保证，或者有什么办法可以知道有多少缓冲空间？

我正在写管道和套接字。一般来说，我的程序不会得到EINTR，因为所有预期的信号都是通过signalfd/kqueue处理的；据我所知，这意味着我可以期待write 一直阻塞，直到所有请求的数据都传输完毕。

我不确定我是否想要这个。理想情况下，我只想写入与缓冲区空间一样多的数据，以便代码可以尽快返回轮询循环而不会阻塞。 （如果还有数据要写，我的代码可以在同一个 FD 上再次检查POLLOUT，并在空间可用时再次执行相同的操作。）

有什么办法可以让这个工作顺利进行吗？ poll 似乎可以很好地从阻塞管道/套接字 FD 中读取：当设置 POLLIN 标志时，您读取到缓冲区，并且您可以在没有阻塞的情况下获得尽可能多的数据。但它开始看起来有点不方便写作！我错过了什么吗？

或者这一切只是想告诉我使用O_NONBLOCK？

我正在开发 OS X 和 Linux。

Answer 1

从表面上看，您最多可以写入 1 个字节。

切换到非阻塞模式也无济于事。当然，您不会阻塞，但您必须弄清楚如何处理非阻塞写入未写入的任何数据。无论文件描述符的阻塞模式如何，poll() 都会为您提供相同的结果。

您可以尝试几种替代方案，异步 IO 或 ZeroMQ 等框架。

异步 IO

有asynchronous IO，它实际上归结为让一堆后台线程为您编写。这很好，但是您必须管理数据生命周期/所有权问题。在被告知异步写入完成之前，您必须将正在写入的任何内容留在原处并且​​保持不变。至少可以说，这可能很繁琐。

框架

另一个选项是消息框架，例如ZeroMQ。还有其他的 - nanomsg（由编写 ZeroMQ 的同一个人编写）、DDS、Corba（如果你敢的话）、来自 ESA 的 TASTE 等。

直接替换

这些都有不同的品质，但 ZeroMQ 和 nanomsg 尤其被设计为将代码从使用标准套接字和管道 API 转换为使用它们自己的（尤其是 nanomsg）最不痛苦的方式。

消息，而不是流

所有这些都是面向消息的，而不是面向流的，它们都很好地为您管理通过某种连接传递数据的痛苦业务，并解决了数据生命周期问题。

底层传输

ZeroMQ 和 nanomsg 可以跨管道、套接字、共享内存等工作。它们也可以在它们的 poll() 等效项中包含普通文件描述符，以便在代码等待输入时使用（例如，如果你有fd 用于监听的串行端口）。

与异步 IO 的比较

此类框架与异步io的区别如下。使用框架，连接另一端的软件也必须使用相同的框架，否则它们无法通信。有了aio，另一端仍然可以使用普通的同步套接字函数调用，因为它本质上仍然只是一个流连接。

这些框架都比 aio 更不透明。谁知道框架内进行了多少数据复制？这通常无关紧要，假设您的 RAM 比您的网络快得多。

0MQ/nanomsg 对比其他

ZeroMQ/nanomsg 与 DDS/Corba/TASTE 之类的区别在于后者还包含序列化。它们允许您以独立于平台的描述语言指定消息结构，该语言可以“编译”为您使用的任何源代码语言（C、C#、JAVA 等）。这很自然，有点像声明 C 结构。这使您可以在连接的另一端拥有完全不同的平台和编程语言，并且他们仍然会说话。 DDS 和 Corba 为此使用 IDL，TASTE 使用 ASN.1（在所有可能的方面都非常出色），但 TASTE 有点难以使用。

您可以使用 ZeroMQ/nanomsg 来实现相同的效果，例如，使用 Google 协议缓冲区或 ASN.1（或任何 many available）来序列化数据，并使用 ZeroMQ/nanomsg 来传输由序列化器生成的字节流作为消息。

Answer 2

唯一的保证是你至少可以写1个字节；但是，通常这会更多，因为大多数操作系统都很聪明，可以避免silly window syndrome。

我不确定我是否想要这个。理想情况下，我只想写尽可能多的数据 由于缓冲区中有空间，因此代码可以返回 尽快轮询循环而不阻塞。

然后使用 O_NONBLOCK。对套接字的 write() 将返回写入内部缓冲区的字节数。如果您尝试写入 10,000 个字节并且 write() 返回 2,000，那么您还剩下 8,000 个字节。它需要更多的内部管理（嗯，一个指针和一个整数），但它是保持内核缓冲区满的最有效方法。

请注意，如果您已完成写入，请从 events 标志中清除该位，否则您的 poll() 调用将继续返回“写入更多数据！”。