Linux网络编程-----IO

魏幸福

已于 2024-08-21 19:20:00 修改

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文章标签： linux 网络运维

于 2024-08-20 19:05:22 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/mutou8541/article/details/141364485

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1.阻塞IO

CPU占用率低,等待资源时将任务挂起,不占用CPU资源,等到拿到资源后继续向下执行

read:

#include "head.h"

int main(void)
{
    int fd = 0;
    char tmpbuff[4096] = {0};

    mkfifo("/tmp/myfifo", 0777);
    fd = open("/tmp/myfifo", O_RDONLY);
    if (-1 == fd)
    {
        perror("fail to open");
        return -1;
    }

    while (1)
    {
        memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));
        read(fd, tmpbuff, sizeof(tmpbuff));
        printf("FIFO:%s\n", tmpbuff);

        memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));
        gets(tmpbuff);
        printf("STDIN:%s\n", tmpbuff);
    }
    
    close(fd);

    return 0;
}

write:

#include "head.h"

int main(void)
{
    int fd = 0;
    char tmpbuff[4096] = {0};

    mkfifo("/tmp/myfifo", 0777);
    fd = open("/tmp/myfifo", O_WRONLY);
    if (-1 == fd)
    {
        perror("fail to open");
        return -1;
    }

    while (1)
    {
        memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));
        MY_GETS(tmpbuff);
        write(fd, tmpbuff, strlen(tmpbuff));
    }
    
    close(fd);

    return 0;
}

2.非阻塞IO

能够让任务不阻塞,效率低,因为没有数据时,CPU一直空转

程序步骤：

主要是获得俩个任务，一个是从终端输入，另一个是从管道输入

1.创建管道：mkfifo

2.打开管道: open

3.将文件描述符的属性中加入非阻塞属性

（1）.获得文件描述符的属性：fcntl + F_GETFL;

（2）.在现有的属性中加入非阻塞属性： |= O_NONBLOCK;

（3）.将新的属性设置到文件描述符中： fcntl + F_SETFL;

4.循环得到俩个任务的值

（1）.从管道中读取并打印：read

（2）.从终端获得并打印：gets

5.关闭管道：close

详细如下

#include "head.h"

int main(void)
{
    int fd = 0;
    char tmpbuff[4096] = {0};
    int flags;
    ssize_t nsize = 0;
    char *pret = NULL;

    mkfifo("/tmp/myfifo", 0777);
    fd = open("/tmp/myfifo", O_RDONLY);
    if (-1 == fd)
    {
        perror("fail to open");
        return -1;
    }

    /* 获得fd文件描述符的属性 */
    flags = fcntl(fd, F_GETFL);

    /* 在现有属性中加入非阻塞属性 */
    flags |= O_NONBLOCK;

    /* 将新属性设置回fd文件描述符 */
    fcntl(fd, F_SETFL, flags);

    flags = fcntl(0, F_GETFL);
    flags |= O_NONBLOCK;
    fcntl(0, F_SETFL, flags);

    while (1)
    {
        memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));
        nsize = read(fd, tmpbuff, sizeof(tmpbuff));
        if (nsize > 0)
        {
            printf("FIFO:%s\n", tmpbuff);
        }
        
        memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));
        pret = gets(tmpbuff);
        if (NULL != pret)
        {
            printf("STDIN:%s\n", tmpbuff);
        }  
    }
    
    close(fd);

    return 0;
}

write：

#include "head.h"

int main(void)
{
    int fd = 0;
    char tmpbuff[4096] = {0};

    mkfifo("/tmp/myfifo", 0777);
    fd = open("/tmp/myfifo", O_WRONLY);
    if (-1 == fd)
    {
        perror("fail to open");
        return -1;
    }

    while (1)
    {
        memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));
        MY_GETS(tmpbuff);
        write(fd, tmpbuff, strlen(tmpbuff));
    }
    
    close(fd);

    return 0;
}

3.异步IO

将一个文件描述符设定为异步IO,当IO有事件发生时,内核会向用户层发送SIGIO信号提醒用户层处理事件

程序步骤：

主要是获得俩个任务，一个是从终端输入，另一个是从管道输入，再改变其属性

1.创建管道：mkfifo

2.打开管道: open

3.将文件描述符的属性中加入异步属性

（1）.获得文件描述符的属性：fcntl + F_GETFL;

（2）.在现有的属性中加入异步属性： |= O_ASYNC;

（3）.将新的属性设置到文件描述符中： fcntl + F_SETFL;

(4) .当有文件描述符有任务时传给当前进程：fcntl + F_SETOWN 给 getpid（）；

4.当内核收到信号时，执行handler函数：signal + SIGIO

5.handler函数里写从管道中读取并打印：read

6.关闭管道：close

read：

#include "head.h"

int fd = 0;

void handler(int signo)
{
    char tmpbuff[4096] = {0};

    memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));
    read(fd, tmpbuff, sizeof(tmpbuff));
    printf("RECV:%s\n", tmpbuff);

    return;
}

int main(void)
{
    char tmpbuff[4096] = {0};
    int flags;

    signal(SIGIO, handler);

    mkfifo("/tmp/myfifo", 0777);
    fd = open("/tmp/myfifo", O_RDONLY);
    if (-1 == fd)
    {
        perror("fail to open");
        return -1;
    }

    flags = fcntl(fd, F_GETFL);
    flags |= O_ASYNC;
    //将fd设置为异步IO(文件描述符发生可以读的事件，会发送信号通知)
    fcntl(fd, F_SETFL, flags);
    //通知给当前进程
    fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());

    while (1)
    {
        memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));
        gets(tmpbuff);
        printf("STDIN:%s\n", tmpbuff);
    }
    
    close(fd);

    return 0;
}

write：

#include "head.h"

int main(void)
{
    int fd = 0;
    char tmpbuff[4096] = {0};

    mkfifo("/tmp/myfifo", 0777);
    fd = open("/tmp/myfifo", O_WRONLY);
    if (-1 == fd)
    {
        perror("fail to open");
        return -1;
    }

    while (1)
    {
        memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));
        MY_GETS(tmpbuff);
        write(fd, tmpbuff, strlen(tmpbuff));
    }
    
    close(fd);

    return 0;
}

4.多路复用IO

1.select

监听文件描述符集合,将所有要监听的事件加入集合中,使用select监听所有事件,当集合中有事件发生,
select不再阻塞,同时select会将产生事件的文件描述符留在集合中,而把没有产生事件的文件描述符从
集合中踢出,所以留在集合中的文件描述即为产生事件的文件描述符,对其处理即可

1. 函数接口:

1.int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
功能：
监听文件描述符是否有事件发生
参数：
nfds:最大文件描述符的值 + 1
readfds:读文件描述符集合
writefds:写文件描述符集合
exceptfds:异常文件描述符集合
timeout:超时时间
返回值：
成功返回产生事件的文件描述符个数
失败返回-1
timeout时间到达仍然没有产生的事件返回0

void FD_CLR(int fd,