8、Linux 多路复用 I/O 技术解析

Linux 多路复用 I/O 技术解析

1. 非阻塞 I/O 的局限性

非阻塞 I/O 是解决 I/O 阻塞问题的一种方案。在非阻塞 I/O 中，应用程序发出的 I/O 请求会返回一个特殊的错误条件，而不是阻塞。然而，这种解决方案效率不高，主要有两个原因：
- 进程需要以任意顺序不断发出 I/O 操作，等待其打开的文件描述符之一准备好进行 I/O，这是糟糕的程序设计。
- 如果程序能够休眠，释放处理器用于其他任务，仅在一个或多个文件描述符准备好执行 I/O 时被唤醒，效率会更高。

2. 多路复用 I/O 概述

多路复用 I/O 允许应用程序同时在多个文件描述符上阻塞，并在其中任何一个准备好读写时收到通知，而不会阻塞。其工作流程如下：
1. 多路复用 I/O：告知哪些文件描述符准备好进行 I/O。
2. 没有准备好的？休眠直到一个或多个文件描述符准备好。
3. 被唤醒！哪些准备好了？
4. 处理所有准备好进行 I/O 的文件描述符，不阻塞。
5. 返回步骤 1。

Linux 提供了三种多路复用 I/O 解决方案： select 、 poll 和 epoll 接口。下面主要介绍 select 和 poll 。

3. select 系统调用

select 系统调用提供了一种实现同步多路复用 I/O 的机制。其函数原型如下：