Select(), Poll(), এবং Epoll() এর ব্যবহার

select(), poll(), এবং epoll() হলো তিনটি গুরুত্বপূর্ণ সিস্টেম কল, যা নেটওয়ার্ক প্রোগ্রামিংয়ে I/O Multiplexing অর্জনের জন্য ব্যবহৃত হয়। এগুলোর মাধ্যমে একাধিক Socket বা File Descriptor-কে একসাথে পর্যবেক্ষণ করা যায় এবং এক বা একাধিক File Descriptor থেকে ইনপুট পাওয়া গেলে তা প্রক্রিয়া করা যায়। এগুলো বিশেষত নেটওয়ার্ক সার্ভার এবং উচ্চ-পারফরম্যান্স অ্যাপ্লিকেশন ডিজাইন করতে ব্যবহৃত হয়। নিচে প্রতিটি ফাংশনের ব্যবহার, প্রয়োজনীয়তা, এবং উদাহরণ দেওয়া হলো:

1. select()

select() একটি পুরনো এবং সাধারণ সিস্টেম কল, যা File Descriptor সেটগুলোকে (Sockets, Files, Pipes ইত্যাদি) পর্যবেক্ষণ করে। এটি নির্দিষ্ট File Descriptor-এ I/O অপারেশন করার জন্য প্রস্তুত কিনা তা চেক করে।

select() ফাংশনের সিগনেচার (C ভাষায়)

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

• nfds: সর্বোচ্চ File Descriptor এর মান + 1।
• readfds: File Descriptor সেট যা Read অপারেশনের জন্য পর্যবেক্ষণ করা হবে।
• writefds: File Descriptor সেট যা Write অপারেশনের জন্য পর্যবেক্ষণ করা হবে।
• exceptfds: File Descriptor সেট যা Exceptional Condition এর জন্য পর্যবেক্ষণ করা হবে।
• timeout: কত সময় অপেক্ষা করবে (একটি টাইমআউট ভ্যালু)।

select() এর উদাহরণ

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/select.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 8080

int main() {
    int server_fd, client_fd, max_fd, activity;
    struct sockaddr_in server_addr;
    fd_set read_fds;
    char buffer[1024];

    // Server socket তৈরি করা
    server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    server_addr.sin_port = htons(PORT);

    bind(server_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));
    listen(server_fd, 3);

    while (1) {
        FD_ZERO(&read_fds);
        FD_SET(server_fd, &read_fds);
        max_fd = server_fd;

        // select() কল করা
        activity = select(max_fd + 1, &read_fds, NULL, NULL, NULL);

        if (activity > 0 && FD_ISSET(server_fd, &read_fds)) {
            client_fd = accept(server_fd, NULL, NULL);
            printf("New connection accepted\n");
            read(client_fd, buffer, sizeof(buffer));
            printf("Received: %s\n", buffer);
            close(client_fd);
        }
    }

    close(server_fd);
    return 0;
}

2. poll()

poll() হলো select()-এর একটি উন্নত সংস্করণ, যা একাধিক File Descriptor-কে পর্যবেক্ষণ করে এবং I/O অপারেশন করার জন্য প্রস্তুত কিনা তা জানায়। এটি select()-এর মতো কাজ করে, তবে এটি একটি Array ব্যবহার করে, যা select()-এর Fixed-Size Set-এর চেয়ে বেশি নমনীয়।

poll() ফাংশনের সিগনেচার (C ভাষায়)

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

• fds: struct pollfd এর একটি Array যা File Descriptor এবং তাদের Event টাইপ ধারণ করে।
• nfds: Array-তে থাকা File Descriptor এর সংখ্যা।
• timeout: কতক্ষণ অপেক্ষা করবে (মিলিসেকেন্ডে)।

poll() এর উদাহরণ

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <poll.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 8080

int main() {
    int server_fd, client_fd;
    struct sockaddr_in server_addr;
    struct pollfd fds[10];
    int nfds = 1;
    char buffer[1024];

    // Server socket তৈরি করা
    server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    server_addr.sin_port = htons(PORT);

    bind(server_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));
    listen(server_fd, 3);

    fds[0].fd = server_fd;
    fds[0].events = POLLIN;

    while (1) {
        int activity = poll(fds, nfds, -1);

        if (activity > 0 && (fds[0].revents & POLLIN)) {
            client_fd = accept(server_fd, NULL, NULL);
            printf("New connection accepted\n");
            read(client_fd, buffer, sizeof(buffer));
            printf("Received: %s\n", buffer);
            close(client_fd);
        }
    }

    close(server_fd);
    return 0;
}

3. epoll()

epoll() হলো Linux-এ select() এবং poll() এর আরও উন্নত সংস্করণ, যা উচ্চ-পারফরম্যান্স অ্যাপ্লিকেশন এবং সার্ভারের জন্য উপযুক্ত। এটি স্কেলেবিলিটির জন্য ডিজাইন করা হয়েছে এবং অনেক বেশি File Descriptor পরিচালনা করতে সক্ষম। epoll() ব্যবহারের মাধ্যমে বেশিরভাগ ইভেন্ট-ড্রিভেন সার্ভার এবং অ্যাপ্লিকেশন তৈরি করা হয়।

epoll() ফাংশনের তিনটি প্রধান অংশ

epoll_create():

• একটি epoll instance তৈরি করে।

int epoll_create(int size);

epoll_ctl():

• File Descriptor গুলোকে epoll instance-এ যোগ, সরানো বা পরিবর্তন করতে ব্যবহৃত হয়।

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);

epoll_wait():

• epoll instance-এর মধ্যে থাকা File Descriptor গুলোতে ইভেন্ট আছে কিনা তা চেক করে এবং এটি ইভেন্ট পাওয়া গেলে তাদের ফেরত দেয়।

int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);

epoll() এর উদাহরণ

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 8080
#define MAX_EVENTS 10

int main() {
    int server_fd, client_fd, epoll_fd;
    struct sockaddr_in server_addr;
    struct epoll_event ev, events[MAX_EVENTS];
    char buffer[1024];

    // Server socket তৈরি করা
    server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    server_addr.sin_port = htons(PORT);

    bind(server_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));
    listen(server_fd, 3);

    // epoll instance তৈরি করা
    epoll_fd = epoll_create(1);
    ev.events = EPOLLIN;
    ev.data.fd = server_fd;
    epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, server_fd, &ev);

    while (1) {
        int num_events = epoll_wait(epoll_fd, events, MAX_EVENTS, -1);

        for (int i = 0; i < num_events; i++) {
            if (events[i].data.fd == server_fd) {
                client_fd = accept(server_fd, NULL, NULL);
                printf("New connection accepted\n");

                ev.events = EPOLLIN;
                ev.data.fd = client_fd;
                epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, client_fd, &ev);
            } else {
                int client_fd = events[i].data.fd;
                read(client_fd, buffer, sizeof(buffer));
                printf("Received: %s\n", buffer);
                close(client_fd);
                epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_DEL, client_fd, NULL);
            }
        }
    }

    close(server_fd);
    close(epoll_fd);
    return 0;
}

তুলনা: select(), poll(), এবং epoll()