绵阳 网站 建设,上海金融网站制作网站制作公司好,安丘做网站的公司,制作个人网站步骤文章目录前言一、五种IO模型阻塞IO非阻塞IO信号驱动IOIO多路转接:异步IO二、高级IO同步通信和异步通信阻塞 VS 非阻塞其他高级IO三、非阻塞IOfcntl实现函数SetNoBlock总结前言
理解五种IO模型的基本概念.重点是IO多路转接. 正文开始!
一、五种IO模型
IO: 等 数据拷贝 read/…
文章目录前言一、五种IO模型阻塞IO非阻塞IO信号驱动IOIO多路转接:异步IO二、高级IO同步通信和异步通信阻塞 VS 非阻塞其他高级IO三、非阻塞IOfcntl实现函数SetNoBlock总结前言
理解五种IO模型的基本概念.重点是IO多路转接. 正文开始!
一、五种IO模型
IO: 等 数据拷贝 read/recv:
等 IO事件就绪 --检测功能成分在里面.数据拷贝
什么叫做高效的IO? 单位事件,等的比重越小,IO的效率越高.
阻塞IO
阻塞IO:在内核将数据准备好之前,系统调用会一直等待.所有的套接字,默认都是阻塞方式. 阻塞IO是最常见的IO模型. 非阻塞IO
非阻塞IO:如果内核还未将数据准备好,系统调用仍然会直接返回,并且返回EWOULDBLOCK错误码.
非阻塞IO往往需要程序猿循环的方式反复尝试读取文件描述符,这个过程叫做轮询.这对CPU来说是较大的浪费,一般只有特定的场景下才使用. 信号驱动IO
信号驱动IO:内核将数据准备好的时候,使用SIGIO信号通知应用程序进行IO操作. IO多路转接:
IO多路转接:虽然从流程图上看起来和阻塞IO类似.实际上最核心在于IO多路转接能够同时等待多个文件描述符的就绪状态. 前四种IO模型我们统称同步IO!!!
异步IO
异步IO:由内核在数据拷贝完成时,通知应用程序(而信号驱动是告诉应用程序何时可以开始拷贝数据). 小结:
任何IO过程,都包含两个步骤.第一是等待,第二是拷贝.而且在实际的应用场景中,等待消耗的时间往往都远远高于拷贝的时间.让IO更高效,最核心的办法就是让等待的时间尽量少.
二、高级IO
在这里,需要强调几个概念
同步通信和异步通信
同步通信和异步通信(synchronous communication/asynchronous communication)关注的是消息通信机制.
所谓同步,就是在发出一个调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回.但是一旦调用返回,就得到返回值了;换句话说,就是由调用者主动等待这个调用的结果;异步则是相反,调用在发出之后,这个调用就直接返回了,所以没有返回结果;换句话说,当一个异步过程调用发出后,调用者不会立刻得到结果;而是在调用后发出,被调用者通过状态、通知来通知调用者,或是通过回调函数处理这个调用.
另外,在多进程和多线程的时候,也提到同步和互斥.这里的同步通信和进程间的同步是完全不相干的概念.
进程/线程同步也是进程/线程之间直接的制约关系.是为完成某种任务而建立的两个或多个线程,这个线程需要在某些位置上协调他们的工作次序而等待、传递信息所产生的制约关系.尤其是访问临界资源的时候.
所以以后在看到同步这个词,一定要先搞清楚大背景是什么.这个同步,是同步通信异步通信的同步还是同步与互斥的同步.
阻塞 VS 非阻塞
阻塞和非阻塞关注的是程序在等待调用结果(消息,返回值)时的状态.
阻塞调用是指调用结果返回之前,当前线程会被挂起,调用线程只有在得到结果之后才会返回.非阻塞调用值在不能立刻得到结果之前,该调用不会阻塞当前线程.
其他高级IO
非阻塞IO,记录锁,系统V流机制,IO多路转接(页脚IO多路复用),readv和writev函数以及存储映射IO(mmap),这些统称为高级IO.
接下来重点讨论的是IO多路转接.
三、非阻塞IO
fcntl
一个文件描述符,默认都是阻塞IO.
函数原型如下:
#include unistd.h
#include fcntl.hint fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ );传入的cmd的值不同,后面追加的参数也不相同.
fcntl函数有5中功能:
复制一个现有的描述符(cmd F_DUPFD).获得/设置文件描述符标记(cmd D_GETFD或F_SETFD).获得/设置文件状态标记(cmd F_GETFL或F_SETFL).获得/设置异步IO所有权(cmd F_GETOWN或F_SETOWN).获得/设置记录锁(cmd F_GETLK,S_SETLK或F_SETLKW).
在这里只使用了第三种功能,获取/设置文件状态标记.就可以将一个文件描述符设置为非阻塞.
#includeutil.hpp
#includestringint main()
{// 0号描述符while(true){string s;cins; // 0cout刚刚获取的内容是 # sendl;}return 0;
} 运行该程序就会默认阻塞在这里等待用户的输入.
实现函数SetNoBlock
基于fcntl,实现一个SetNoBlock函数,将文件描述符设置为非阻塞.
#ifndef _UTTL_HPP_
#define _UTTL_HPP_#includeiostream
#includeunistd.h
#includefcntl.h
using namespace std;
namespace Util
{bool SetNonBlock(int sock){int flag fcntl(sock,F_GETFL);if(flag -1)return false;int n fcntl(sock,F_SETFL, flag | O_NONBLOCK);if(n -1)return false;return true;}
}#endif#includeutil.hpp
#includestringint main()
{Util::SetNonBlock(0);// 0号描述符char buffer[1024];while(true){buffer[0] 0;scanf(%s,buffer);cout刚刚获取的内容是 # bufferendl;sleep(1);}return 0;
}使用F_GETFL将当前的文件描述符的属性取出来(这是一个位图).然后在使用F_SET_FL将文件描述符设置回去.设置回去的同时,加上一个O_NONBLOCK参数. 此时就是非阻塞了!!! 总结
(本章完!)
