【Linux网络编程】高级I/O

目录

五种I/O模型

阻塞和非阻塞

非阻塞I/O

I/O多路复用之Select、Poll、与Epoll


本文目的是深入浅出理解高级I/O相关的知识,结尾附上代码加深理解相关知识。

五种I/O模型

1.阻塞I/O: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。

2.非阻塞I/O: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I/O往往需要程序员利用循环的方式反复尝试读写文件描述符,这个过程称为轮询。这对cpu来说是较大的浪费,一般只有特定场景下才使用。

3.信号驱动I/O:内核将数据准备好的时候,使用SIGIO信号通知应用程序进行I/O操作。

4.I/O多路转接:同时等待多个文件描述符的就绪状态。
5.异步I/O:由内核在数据拷贝给用户空间完成时,通知应用程序处理(这里和信号驱动I/O不同,信号驱动是通知应用程序何时可以开始拷贝数据)。所以异步是最偷懒的,只需要等待数据到来就可以,并不需要等待数据就绪,也不用拷贝,操作系统就帮上层做了。

总结:任何I/O过程中,都包含两个步骤,一是等待 ,二是拷贝。并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。为了让I/O更高效,最核心的办法就是让等待时间尽量少。

阻塞和非阻塞

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。

非阻塞调用指在不能立即得到结果之前,该调用不会阻塞当前线程。

非阻塞I/O

fcntl函数


fcntl函数有五种功能:
1.复制一个现有的描述符(cmd=F_DUPFD)
2.获得/设置文件描述符标记(cmd=F_GETFD或F_SETFD)
3.获得/设置文件状态标记(cmd=F_GETFL或F_SETFL)
4.获得/设置异步I/O所有权(cmd=F_GETOWN或F_SETOWN)
5.获得/设置记录锁(cmd=F_GETLK,F_SETLK或F_SETLKW)
我们此处只是用第三种功能 , 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。

下面是关于fcntl函数的代码: 因为放在这里有点长不太好看,我单独弄了一篇文章。

fcntl函数 非阻塞轮询_小鳄鱼爱吃薯片的博客-CSDN博客

I/O多路复用之Select、Poll、与Epoll

为了防止文章冗余,下面省略了select、poll的代码并附有链接。

Select:Select简易代码

Poll:Poll简易代码

Epoll:
Select、Poll、Epoll的优缺点

相关推荐
zbtlink1 分钟前
企业级路由器双网接入指南:实现高效稳定的网络融合
网络
ifeng091828 分钟前
HarmonyOS网络请求优化实战:智能缓存、批量处理与竞态处理
网络·缓存·harmonyos
qq_401700411 小时前
Linux磁盘配置与管理
linux·运维·服务器
恒创科技HK1 小时前
香港大带宽服务器能降低ping值吗 ?
运维·服务器
llilian_161 小时前
智能数字式毫秒计在实际生活场景中的应用 数字式毫秒计 智能毫秒计
大数据·网络·人工智能
爱代码的小黄人1 小时前
华硕主板BIOS设置台式机电脑“Restore AC Power Loss”(断电后恢复状态)设置
运维·服务器·电脑
打码人的日常分享2 小时前
基于信创体系政务服务信息化建设方案(PPT)
大数据·服务器·人工智能·信息可视化·架构·政务
武汉唯众智创2 小时前
职业院校网络安全靶场实训演练系统建设方案
网络·安全·web安全·网络安全·网络安全靶场实训演练系统·网络安全靶场实训·网络安全实训演练系统
G31135422732 小时前
判断 IP 地址纯净度
服务器·网络
中电金信2 小时前
云原生时代,应用运维模式如何破局?
运维·云原生