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Linux五种IO模型和fctnl的使用

article 2024/11/13 21:42:59

input / output ：访问外设

recv：大部分时间是在等，一部分时间是在真正做IO : IO = 等 + 拷贝

由于IO大部分时间是在等待的，那么要高效IO,单位时间去减少等的时间。

如何提高IO的效率——减少单位时间等的比重

5种IO模型

例子：钓鱼

钓鱼=等+ 钓

河：OS 鱼：数据钓：数据就绪条件鱼竿：文件描述符

1.张三：只看着鱼漂，谁叫都不理。 阻塞式IO 80%+等待 同步IO

2.李四：一会看鱼漂，一会玩手机 非阻塞式轮询IO VS阻塞式IO ：等的方式不同同步IO

3.王五：铃铛绑在鱼竿上，当铃铛响了，自己知道应该去收杆了 信号驱动式IO（SIGIO）王五钓鱼的时候需要自己做同步IO

4.赵六：放置200个鱼竿，一遍一遍遍历200个鱼竿 钓鱼效率最高 多路复用同步IO

5.田七：发起了钓鱼，但自己干别的事去了。让小王去钓鱼 异步IO

同步IO:只要参与IO的过程(等或拷贝)就是同步IO

阻塞IO

非阻塞IO

底层数据没准备好，不会阻塞住，而是返回一个值告诉进程数据没准备好，此时进程可以做其他事情。

信号驱动IO

多路转接 IO高效

操作系统提供了一个特定的系统调用select，select一次可以等待多个文件描述符，它处理的是IO中等的过程

一旦数据准备好了，recvfrom就可以立即参与拷贝，从内核拷贝到用户。

异步IO

非阻塞IO-fcntl

实现非阻塞

先获取该文件描述符的文件状态标记

再去设置文件状态设置为非阻塞模式 O_NONBLOCK

tips:系统IO函数通常要对，sizeof（buffer）-1，而c语言的IO函数不用减一，因为它自身会对字符串做处理

如果以非阻塞方式读，不会被read阻塞住，返回值以出错的值-1返回，

我们是需要将read错误和read非阻塞的情况靠errno区分开的

便于我们对这两种情况做不同的处理

if（errno==EAGAIN || errno == EWOULDBLCOK）

{

  //TO DO other work

}

else

{

cerr<< "read errno"<<errno<< strerrno(errno)<<endl;

}

被信号中断 IO中断

标准的写法中还要写入

else if（errno==EINTR） // 这种也不是read出错了

未设置非阻塞:光标一直等待我们输入，代码阻塞在read函数上。

设置非阻塞，可以看到运行中并没阻塞在read函数上，而是一直在做其他事

代码

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
using namespace std;
void SetNoBlock(int fd)
{
    int fl=fcntl(fd,F_GETFL);
    if (fl<0)
    {
        cerr<<"fcntl error"<<errno<<strerror(errno)<<endl;
        return;
    }
    fcntl(fd,F_SETFL,O_NONBLOCK|fl);
}
int main()
{
    char  buffer[1024];
    SetNoBlock(0);
    while (true)
    {
        int n =read(0,buffer,sizeof(buffer)-1);
        if(n>0)
        {
           buffer[n]=0;
           cout<<"read info: "<<buffer<<endl;
        }
        else if(n==0)
        {
            cout<<"read finish"<<endl;
            break;
        }
        else
        {
            if(errno==EAGAIN || errno== EWOULDBLOCK)
            {
                //非阻塞
                cout<<"do other thing"<<endl;
                sleep(1);
                continue;
            }
            else if(errno = EINTR)
            {
                //信号中断
                break;
            }
            else
            {
                //出错
                 cerr<<"read error"<<errno<<strerror(errno)<<endl;
                break;
            }
        }
    }
  
   
}

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