Modern C++中poll()/epoll()/select()惯用实现及ifstream事件监听查询

针对传统select()/poll()/epoll()这类IO多路复用接口，目前Modern C++生态已经有非常成熟的通用惯用方案：

• 首选方案是使用Asio库：C23已将Asio纳入标准库为std::asio，低于C23版本可以用Boost.Asio，二者接口基本兼容。Asio本身就是对不同平台底层IO多路复用接口的高层封装，会在编译期自动选择对应操作系统的最优实现（Linux下用epoll、BSD/macOS下用kqueue、Windows下用IOCP），完全符合Modern C++的RAII、泛型、异步编程范式，几乎没有额外抽象开销，是目前网络/IO开发的行业标准选择。
• 如果你有定制场景需要自行封装底层接口：可以用RAII类封装多路复用实例的生命周期，用std::function存储事件回调，结合C++20协程避免回调地狱，核心逻辑示例如下：

// 极简epoll封装示例
class EpollInstance {
    int fd_;
public:
    EpollInstance() : fd_(epoll_create1(0)) {
        if (fd_ < 0) throw std::runtime_error("epoll create failed");
    }
    ~EpollInstance() { close(fd_); }
    // 禁止拷贝，允许移动
    EpollInstance(const EpollInstance&) = delete;
    EpollInstance& operator=(const EpollInstance&) = delete;
    EpollInstance(EpollInstance&&) = default;
    EpollInstance& operator=(EpollInstance&&) = default;

    void add_fd(int target_fd, uint32_t events, std::function<void()> callback) {
        // 存储回调、注册epoll事件逻辑
    }
    void run(size_t max_events = 64) {
        auto events = std::make_unique<epoll_event[]>(max_events);
        while(true) {
            int n = epoll_wait(fd_, events.get(), max_events, -1);
            for(int i=0; i<n; i++) {
                // 触发对应回调逻辑
            }
        }
    }
};

除非有极特殊的性能/定制需求，否则不推荐自行裸写底层多路复用逻辑，Asio的通用性和稳定性远高于自定义实现。

标准库std::ifstream本身没有提供原生的事件监听接口，且其和操作系统底层文件句柄的绑定属于实现定义行为，需要分场景处理：

• 如果你监听的是普通磁盘文件：绝大多数操作系统的IO多路复用接口都会认为普通磁盘文件永远处于可读/可写状态，直接注册到epoll/poll/select是没有效果的。这种场景下可以用异步IO方案实现事件通知：如果用Asio可以直接调用其异步文件读接口，提交读请求后绑定回调，读操作完成后会自动触发通知；也可以用std::async提交读任务，用std::future等待结果。
• 如果你监听的是特殊文件（管道、终端输入、套接字等支持多路复用的文件）：可以先通过标准库实现提供的扩展接口拿到ifstream对应的底层文件描述符，比如glibc实现下可以用ifstream.rdbuf()->fd()获取fd，再把这个fd注册到Asio的io_context或者你自己的多路复用实例中监听对应事件，事件触发后再调用ifstream的读接口即可。

注意：拿到的文件描述符不要手动关闭，其生命周期由ifstream的RAII机制管理；监听期间不要在其他线程同时调用ifstream的读写接口，避免内部状态混乱。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Felipe Balbi