Linux篇之IO多路复用
文章目录
- 前言
- 流
- IO操作
- IO阻塞
- 多路IO
- 多个流的IO请求处理
- 水平触发
- 边缘触发
- 最后
前言
你好，我是醉墨居士，今天介绍一下Linux中的IO多路复用机制
流
流是一种用于在程序与外部数据源（如文件、网络连接、内存等）之间传输数据的机制，表示一种数据的流动和处理方式
文件、管道、套接字、stdin、stdout等等可以表示为一个流
可以通过文件描述符（fd）来进行IO流的操作
IO操作
IO操作是对流的读写操作，流是 IO 操作的抽象表示
IO阻塞
如果流中没有数据，那么此时读取数据的过程就会被阻塞，对于该阻塞事件会延伸出来两种处理方式：
- 阻塞等待：等待流中存在数据可以读取之后唤醒读取数据的过程，等待过程中不消耗资源，但是同一时刻只能处理一个流的阻塞监听
- 非阻塞，忙轮询：不断轮询检查流中是否存在数据可以读取，轮询过程中消耗资源
多路IO
能够阻塞等待，并能够同一时刻监听多个流的事件触发
多个流的IO请求处理
-
方案一
使用多进程/多线程/多协程，每个进程/线程/协程处理一个流的IO请求
缺点：进程/线程/协程间的克隆、调度、切换消耗资源 -
方案二
依次非阻塞、忙轮询多个流，依次处理每个流的IO请求
缺点：轮询过程中消耗资源 -
方案三
使用select，监听多个流的IO请求，当存在IO请求待处理时触发处理逻辑
缺点：触发IO请求的逻辑时，不知道是来自哪个文件描述符的IO请求，需要轮询找到待处理的文件描述符中的IO请求进行处理。同时监听文件描述符数量上限有限制 -
方案四
使用poll，监听多个流的IO请求，当存在IO请求待处理时触发处理逻辑，相较于select解决监听文件描述符限制的问题
缺点：和select一样，触发IO请求的逻辑时，不知道是来自哪个文件描述符的IO请求，需要轮询找到待处理的文件描述符中的IO请求进行处理 -
方案四
使用epoll，监听多个流的IO请求，当存在IO请求待处理时触发处理逻辑能够获取到哪些流存在待处理的IO请求，我们只需要遍历有待处理事件的流即可
水平触发
只要文件描述符上有可读或可写数据，就会一直触发通知
编程相对简单，因为只要有数据可读或可写，应用程序就会得到通知，不需要特别考虑事件的边界
但是，如果应用程序不及时处理数据，可能会导致频繁触发事件，浪费系统资源
边缘触发
仅在状态发生变化时触发通知。对于可读事件，只有当新数据到达时才触发；对于可写事件，只有当缓冲区从不可写变为可写时才触发
编程相对复杂，需要应用程序确保在触发事件时一次性处理完所有的数据，否则可能会错过事件
由于只在状态变化时触发，所以可以减少不必要的通知，提高系统性能
最后
我是醉墨居士，我们介绍了Linux的IO多路复用，感谢你的浏览，希望多多支持