網(wǎng)絡(luò)I/O模型-創(chuàng)新互聯(lián)

一、I/O

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    一個(gè)I/O,兩個(gè)過程（等待，數(shù)據(jù)搬遷  【都由自己執(zhí)行】）。

二、I/O 模型 ---  Unix下共有5種I/O模型

I/O中，同步和異步關(guān)注的是消息通信機(jī)制。

同步：由 調(diào)用者 主動(dòng)等待這個(gè) 調(diào)用的結(jié)果。

異步：當(dāng)一個(gè)異步過程調(diào)用發(fā)出后，調(diào)用者不會(huì)立刻得到結(jié)果。而是在 調(diào)用發(fā)出后，被調(diào)用者通過狀態(tài)、通知來通知調(diào)用者，或通過回調(diào)函數(shù)處理這個(gè)調(diào)用,因而 沒有返回結(jié)果。

（一）類型

1. 阻塞I/O模型

    應(yīng)用程序調(diào)用一個(gè)IO函數(shù)，導(dǎo)致應(yīng)用程序阻塞，等待數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好。

    如果數(shù)據(jù)沒有準(zhǔn)備好，一直等待。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好了，從內(nèi)核拷貝到用戶空間。

2. 非阻塞I/O模型

    把一個(gè)套接口設(shè)置為 非阻塞，即 告訴內(nèi)核，當(dāng)所請求的I/O操作無法完成時(shí)，不要將進(jìn)程睡眠，而是返回一個(gè)錯(cuò)誤。這樣我們的I/O操作函數(shù)將不斷的測試 數(shù)據(jù)是否已經(jīng)準(zhǔn)備好，如果沒有準(zhǔn)備好，繼續(xù)測試，直到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好為止。在這個(gè)不斷測試的過程中，會(huì)大量的占用CPU的時(shí)間。

3. I/O復(fù)用模型

  （1） I/O復(fù)用模型會(huì)用到 select或者poll函數(shù)，這兩個(gè)函數(shù)也會(huì)使進(jìn)程阻塞，但是和阻塞I/O所不同的的，這兩個(gè)函數(shù)可以同時(shí)阻塞多個(gè)I/O操作。而且可以同時(shí)對多個(gè)讀操作，多個(gè)寫操作的I/O函數(shù)進(jìn)行檢測，直到有數(shù)據(jù)可讀或可寫時(shí)，才真正調(diào)用I/O操作函數(shù)。

  （2） 相關(guān)函數(shù)

#include <sys/select.h>

int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,

       fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

    // 參數(shù)timeout 為結(jié)構(gòu)timeval，用來設(shè)置select()的等待時(shí)間

//timeout：特定的時(shí)間值：如果在指定的時(shí)間段里沒有事件發(fā)生，select將超時(shí)返回

    NULL：select（）沒有timeout，select將一直被阻塞，直到某個(gè)文件描述符上發(fā)生了事件。

    0：僅檢測描述符集合的狀態(tài)，然后立即返回，并不等待外部事件的發(fā)生。

返回值：

     執(zhí)行成功則返回文件描述詞狀態(tài)已改變的個(gè)數(shù).

     如果返回0代表在描述詞狀態(tài)改變前已超過timeout時(shí)間，沒有返回；

     當(dāng)有錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)則返回-1，錯(cuò)誤原因存于errno，此時(shí)參數(shù)readfds，writefds，exceptfds和timeout的值變成不可預(yù)測。

void FD_CLR(int fd, fd_set *set);//清除描述詞組set中相關(guān)fd 的位

int FD_ISSET(int fd, fd_set *set);//測試描述詞組set中相關(guān)fd 的位是否為真

void FD_SET(int fd, fd_set *set);//設(shè)置描述詞組set中相關(guān)fd的位

void FD_ZERO(fd_set *set);//清除描述詞組set的全部位

  int pselect(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set *exceptfds,

             const struct timespec *timeout,const sigset_t *sigmask);

4. 信號驅(qū)動(dòng)I/O模型

  首先允許套接口進(jìn)行信號驅(qū)動(dòng)I/O,并安裝一個(gè)信號處理函數(shù)，進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行并不阻塞。當(dāng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好時(shí)，進(jìn)程會(huì)收到一個(gè)SIGIO信號，可以在信號處理函數(shù)中調(diào)用I/O操作函數(shù)處理數(shù)據(jù)。

5. 異步I/O模型

  （1） 調(diào)用aio_read函數(shù)，告訴內(nèi)核描述字，緩沖區(qū)指針，緩沖區(qū)大小，文件偏移以及通知的方式，然后立即返回。當(dāng)內(nèi)核將數(shù)據(jù)拷貝到緩沖區(qū)后，再通知應(yīng)用程序。

  （2） 相關(guān)函數(shù)

        #include <aio.h>

    int aio_read(struct aiocb *aiocbp);    Link with -lrt

       返回值：成功 0，失敗 -1

（二）比較

同步I/O:

    阻塞I/O模型：一直等待

    非阻塞阻塞I/O模型：在等待過程中還可以執(zhí)行其他進(jìn)程/線程

        【以上兩者：僅等待方式不同，其他相同】

    信號驅(qū)動(dòng)I/O模型：等待方式以 信號驅(qū)動(dòng)

    I/O復(fù)用模型：一個(gè)進(jìn)程等待多個(gè)線程

異步I/O:

    異步I/O模型：由其他線程執(zhí)行 等待和數(shù)據(jù)搬遷，自己只關(guān)注 結(jié)果

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標(biāo)題名稱：網(wǎng)絡(luò)I/O模型-創(chuàng)新互聯(lián)
網(wǎng)頁路徑：http://muchs.cn/article0/dcpcio.html

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