五種io處理模型
阻塞性io模型
在這種模型下,若呼叫的io函式沒有完成相關的功能,則會使程序掛起,直到相關資料到達才會返回,如常見的管道裝置,終端裝置,網路裝置進行讀寫時經常出現這種情況;
非阻塞型io模型
在這種模型下,當請求的io操作不能完成時,則不讓程序睡眠,而且立即返回,非阻塞io使使用者可以呼叫不會阻塞的iowa操作,如open(),write(),read()。如果該操作不能完成,則會立即返回出錯(如打不開檔案)或者返回0(如在緩衝區沒有資料可以讀取或者沒有空間可以寫入資料)
io多路轉接模型
在這種模型下,如果請求的iowa操作阻塞,且他不是真正的阻塞io,而是讓其中的乙個函式等待,在此期間,io不能進行其他操作。如select()和poll()函式
訊號驅動io模型
在這種模型下,程序要定義乙個訊號處理程式,系統可以自動捕獲特定訊號的到來,從而啟動iowa。這是由核心通知使用者何時可以啟動乙個iowa操作決定的。他是非阻塞的,當有就緒的資料時,核心就向該程序傳送sigio訊號,無論我們如何處理sigio訊號,這種模型的好處就是當等待資料到達時,可以不阻塞,主程式繼續執行,只有收到sigio訊號才去處理資料即可。
非同步io模型
在這種模型下,程序先讓核心啟動io操作,並在整個操作完成後通知該程序,這種模型與訊號驅動模型的主要區別在於:訊號驅動io是核心通知我們何時可以啟動乙個io操作,而非同步io模型是由核心通知程序io操作何時完成的。現在,並不是所有的系統都支援這種模型。
可以看到,select()和poll()的io多路轉接模型是處理io復用的乙個高效方法,他可以具體設定程式中每乙個所關心的檔案描述符的條件。希望等待的時間等,select()和poll()函式返回時,核心會通知使用者已準備好的檔案描述符的數量、已準備好的條件(或者事件等)通過使用select()和poll()函式的返回結果(可能是某個檔案描述符的註冊事件或是超時,或是呼叫出錯),就可以呼叫相應的io處理函式了。
阻塞方式block,就是程序或是執行緒執行到這些函式時必須等待某個事件的發生,如果事件沒有發生,程序或執行緒就被阻塞,函式不能立即返回。使用select就可以完成非阻塞non-block,就是程序或執行緒執行此函式時不必非要等待事件的發生,一旦執行肯定返回,以返回值的不同來反映函式的執**況,如果事件發生則與阻塞方式相同,若事件沒有發生則返回乙個**來告知事件未發生,而程序或執行緒繼續執行,所以效率較高。select能夠監視我們需要監視的檔案描述符的變化情況。
(一)首先說明兩個結構體:
1:struct fd_set乙個存放檔案描述符(file descriptor),即檔案控制代碼的聚合,實際上是一long型別的陣列,
每乙個陣列元素都能與一開啟的檔案控制代碼(不管是socket控制代碼,還是其他檔案或命名管道或裝置控制代碼)建立聯絡,建立聯絡的工作由程式設計師完成;
fd_zero(fd_set *fdset):清空fdset與所有檔案控制代碼的聯絡。
fd_set(intfd, fd_set *fdset):建立檔案控制代碼fd與fdset的聯絡。
fd_clr(intfd, fd_set *fdset):清除檔案控制代碼fd與fdset的聯絡。
fd_isset(intfd, fdset *fdset):檢查fdset聯絡的檔案控制代碼fd是否可讀寫,>0表示可讀寫。
2:struct timeval用來代表時間值,有兩個成員,乙個是秒數tv_sec,另乙個是毫秒數tv_usec。
(二)select()函式原型:
1:int select(int nfds, fd_set *rdfds, fd_set *wtfds, fd_set *exfds, struct timeval *timeout)
2:ndfs:select中監視的檔案控制代碼數,一般設為要監視的檔案中的最大檔案號加一。
3:rdfds:select()監視的可讀檔案控制代碼集合,當rdfds映象的檔案控制代碼狀態變成可讀時系統告訴select函式返回。
這個集合中有乙個檔案可讀,select就會返回乙個大於0的值,表示有檔案可讀,
如果沒有可讀的檔案,則根據timeout引數再判斷是否超時,
若超出timeout的時間,select返回0,若發生錯誤返回負值,
可以傳入null值,表示不關心任何檔案的讀變化;
4:wtfds: select()監視的可寫檔案控制代碼集合,當wtfds映象的檔案控制代碼狀態變成可寫時系統告訴select函式返回。
如果這個集合中有乙個檔案可寫,select就會返回乙個大於0的值,表示有檔案可寫,
如果沒有可寫的檔案,則根據timeout引數再判斷是否超時,
若超出timeout的時間,select返回0,若發生錯誤返回負值,
可以傳入null值,表示不關心任何檔案的寫變化。
5:exfds:select()監視的異常檔案控制代碼集合,當exfds映象的檔案控制代碼上有特殊情況發生時系統會告訴select函式返回。
6:timeout:select()的超時結束時間。
這個引數它使select處於三種狀態,
第一,若將null以形參傳入,即不傳入時間結構,就是將select置於阻塞狀態,
一定等到監視檔案描述符集合中某個檔案描述符發生變化為止;
第二,若將時間值設為0秒0毫秒,就變成乙個純粹的非阻塞函式,不管檔案描述符是否有變化,
都立刻返回繼續執行,檔案無變化返回0,有變化返回乙個正值;
第三,timeout的值大於0,這就是等待的超時時間,即select在timeout時間內阻塞,
超時時間之內有事件到來就返回了,否則在超時後不管怎樣一定返回,返回值同上述。
7:返回值:負值:select錯誤
0:等待超時,沒有可讀寫或錯誤的檔案
正值:某些檔案可讀可寫或出錯
(三)下面是乙個有三個套接字控制代碼的例子
intsa, sb, sc;
sa = socket(...);
connect(sa,...);
sb = socket(...);
connect(sb,...);
sc = socket(...);
connect(sc,...);
fd_set(sa, &rdfds);/* 分別把3個控制代碼加入讀監視集合裡去 */
fd_set(sb, &rdfds);
fd_set(sc, &rdfds);
intmaxfd = 0;
if(sa > maxfd) maxfd = sa;/* 獲取3個控制代碼的最大值 */
if(sb > maxfd) maxfd = sb;
if(sc > maxfd) maxfd = sc;
structtimeval tv;
tv.tv_sec = ... ;
tv.tv_usec = ...;
ret = select(maxfd + 1, &rdfds, null, null, &tv); /* 注意是最大值加1 */
if(ret < 0)
else if(ret == 0)
else
......
}
I O模型以及select和poll函式
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select和poll的用法
select 函式的作用 系統呼叫select和poll的後端實現,用這兩個系統呼叫來查詢裝置是否可讀寫,或是否處於某種狀態。如果poll為空,則驅動裝置會被認為即可讀又可寫,返回值是乙個狀態掩碼 如何使用select 函式?select 函式的介面主要是建立在一種叫 fd set 型別的基礎上。它...