(APUE点滴记录) I/O多路转接

2013-04-20 wcdj

一大早得知四川雅安发生7.0级地震，望灾区的人民尽快得到救助，祈福平安。

问题：

当从一个描述符读，然后又写到另一个描述符时，可以在下列形式的循环中使用阻塞I/O：

while ( (n = read(STDIN_FILENO, buf,BUFSIZ)) > 0 )
{
            if( write(STDOUT_FILENO, buf, n) != n )
            {
                        printf("write error\n");
                        return1;
            }
}

但是如果需要从多个描述符读，上面的方法是不行的，如果仍旧使用阻塞I/O，那么就可能长时间阻塞在一个描述符上，而另一个描述符虽有很多数据却不能得到及时处理。针对这个问题，有哪些处理方法呢？

 

方法1：

用fork将一个进程变成两个进程，每个进程处理一条数据通路，即每个进程都执行阻塞read。

问题是：在进程终止时，使程序变得复杂。

 

方法2：

使用多线程单进程，这避免了终止的复杂性。

问题是：但却要求处理线程之间的同步，依然没有摆脱复杂性。

 

方法3：

使用单进程非阻塞I/O读数据，即轮询（polling）的方式。将多个描述符都设置为非阻塞的，对第一个描述符发一个read，如果该输入上有数据，则读数据并处理它；如果无数据可读，则read立即返回。然后对第二个描述符做同样的处理。所有描述符处理完之后，等待若干秒然后再进行轮询。

问题是：浪费CPU时间，因为大多数时间实际是无数据可读的，但仍花费时间不断反复执行read系统调用，在多任务系统中应当避免使用这种方法。

 

方法4：

异步I/O（asynchronous I/O），其思想是：告知内核启动某个操作，并让内核在整个操作（包括将数据从内核复制到我们自己的缓冲区）完成后通知我们。即，异步I/O模型是由内核通知我们I/O操作合适完成。

问题是：并非所有系统都支持这种机制。

 

方法5：

使用I/O多路转接（I/Omultiplexing）。先构造一张有关描述符的列表，然后调用一个函数，直到这些描述符中的一个已准备好进行I/O时，该函数才返回，在返回时，此函数告诉进程哪些描述符已准备好可以进行I/O。poll、pselect和select这三个函数使我们能够执行I/O多路转接。即，我们使用select可以等待多个描述符就绪。

 

PS: 关于I/O复用更多可以参考：

[1] UNPv3第六章

[2] APUEv2  14.5