KuKudeZ的博客

本文介绍了I/O多路复用技术及其三种实现方式：select、poll和epoll。I/O多路复用通过单个线程监控多个文件描述符，提高I/O效率。select使用固定大小的位图结构，存在1024个描述符限制和轮询效率低的问题；poll改用动态数组，消除了数量限制但仍需轮询；epoll采用红黑树和就绪链表，实现了高效的事件通知机制，支持水平触发和边缘触发两种模式。文章详细说明了各技术的API接口、使用流程和底层原理，并通过代码示例展示了具体实现，最后比较了各技术的优缺点，指出epoll在高并发场景下的性能优势。

本文介绍了五种I/O模型的工作原理：阻塞I/O全程等待；非阻塞I/O通过轮询检查状态；I/O复用通过select等机制监控多个描述符；信号驱动I/O由内核主动通知数据就绪；异步I/O则由内核完成所有操作后通知结果。文章通过老王烧水的生动比喻，形象说明了各种模型的特点，指出阻塞I/O效率最低，非阻塞I/O消耗CPU资源，I/O复用可提高效率，而异步I/O性能最优。不同模型适用于不同场景，理解其差异有助于系统优化。

本文介绍了共享内存通信机制及其相关函数。共享内存是进程间通信(IPC)中最快的方式，通过将内存映射到进程地址空间，避免了内核数据拷贝的开销。文章详细讲解了mmap、munmap、msync等核心函数，以及Posix共享内存区的shm_open/shm_unlink方法。通过生产者-消费者模型的代码示例，展示了如何使用环形队列结合信号量实现共享内存通信。该机制相比管道、消息队列等传统IPC方式，减少了数据在内核和用户空间之间的复制次数，显著提高了通信效率。文末提供的完整代码示例可帮助理解共享内存的实际应用。

本文介绍了POSIX信号量的两种类型及其使用方式。有名信号量通过内核维护，使用sem_open()创建/打开，sem_wait()/sem_post()进行P/V操作，sem_close()/sem_unlink()关闭删除。基于内存的信号量通过sem_init()初始化，需配合共享内存实现进程间同步。文中提供了两种信号量的代码示例：有名信号量的生产者-消费者模型演示了基本的同步操作；基于内存的信号量则实现了一个环形队列的生产者-消费者模型。

Posix消息队列比较简单：mq_open创建一个新队列或打开一个已存在的队列，mq_close关闭队列，mq_unlink则删除队列名。往一个队列中放置消息使用mq_send，从一个队列中读出消息使用mq_receive。队列属性的查询与设置使用mq_getattr和mq_setattr，函数mq_notify则允许我们注册一个信号或线程，它们在有一个消息被放置到某个空队列上时发送（信号）或激活（线程）。队列中的每个消息被赋予一个小整数优先级，mq_receive每次被调用时总是返回最高优先级的最早消息。

Posix IPC概述 Posix IPC包含消息队列、信号量和共享内存三类进程间通信机制。三类IPC均以/name格式命名，通过mq_open、sem_open和shm_open创建或打开，支持O_CREAT（不存在则创建）、O_EXCL（排他创建）等标志。权限模式mode（八进制数）指定读写权限。