【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
wljt12 分钟前
HTTP和openFeign
网络·网络协议·http
人工智能训练6 小时前
【极速部署】Ubuntu24.04+CUDA13.0 玩转 VLLM 0.15.0:预编译 Wheel 包 GPU 版安装全攻略
运维·前端·人工智能·python·ai编程·cuda·vllm
汤愈韬7 小时前
ACL概述、ACL原理、基本ACL应用及配置
网络·网络协议·网络安全
微露清风7 小时前
系统性学习Linux-第二讲-基础开发工具
linux·运维·学习
阳光九叶草LXGZXJ8 小时前
达梦数据库-学习-48-DmDrs控制台命令(同步之Manager、CPT模块)
linux·运维·数据库·sql·学习
小二李9 小时前
第11章 nestjs服务端开发:登录鉴权
运维·服务器
i建模10 小时前
如何在Arch Linux中重设忘记的root密码
linux·运维·服务器
chatexcel11 小时前
元空AI+Clawdbot:7×24 AI办公智能体新形态详解(长期上下文/自动化任务/工具粘合)
运维·人工智能·自动化
码刘的极客手记11 小时前
VCAP4-DCA Beta 考试体验分享与 esxcli 自动化实战(第二、三部分)
网络·esxi·vmware·虚拟机
kida_yuan11 小时前
【Linux】运维实战笔记 — 我常用的方法与命令
linux·运维·笔记