【IO操作】异步IO（信号驱动IO）

简介

异步IO是计算机程序中处理输入、输出的操作方式，允许程序在等待io操作完成时，不必阻塞当前线程，可以继续执行其他任务。
在异步IO中，当文件描述符可以执行IO操作时，进程请求内核向自己发送一个信号，之后进程就可以执行其他任务，直到文件描述符可以执行I/O操作，内核会给进程发送信号，进程在接收到这个信号之后，执行回调函数，执行对IO的处理。
异步IO相当于是一个软中断，即接收到信号之后，去处理相应内容

使用异步IO

1 使能非阻塞方式打开文件

如果文件是以非阻塞方式打开的，则在打开文件时需要使用O_NONBLOCK标志

fd = open(path, O_RDONLY|O_NONBLOCK);

2 使能O_ASYNC标志

O_ASYNC标志无法通过调用open函数是直接设置，需要使用fcntl函数添加该标志

int flag; 

flag = fcntl(fd, F_GETFL);
flag |= O_ASYNC;
fcntl(fd, F_SETFL, flag);

3 设置异步事件接收进程

也就是设置异步IO的所有这，内核需要知道将信号发送给哪个进程。

fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());

4 注册信号

注册信号可以使用signal()或者sigaction()函数注册，函数原型如下：

include <signal.h>

void (*signal(int signo, void (*func)(int))) (int);

sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact)

signal 函数是一个复杂函数，可以分开来看

函数名：signal
函数参数：int signal， void (*func)(int)
返回值：void (*) (int)

注册默认的SIGIO信号

SIGIO是默认的异步IO信号，可以使用signal()或者sigaction()函数注册。还需要一个信号回调函数，用于处理需要执行的IO操作。

static void sigio_handler(int sig)
{
	if (sig != SIGIO) {		// 信号不正确直接返回
		return;
	}
	xxxx;
}

signal(SIGIO, sigio_handler);

使用实时信号替换默认信号

1）设置使用的信号

fcntl(fd, F_SETSIG, SIGRTMIN);

2）注册信号处理函数
注册实时信号使用sigaction函数，

struct sigaction act;

act.sa_sigaction = io_handler;	// 回调函数
act.sa_flags = SA_SIGINFO;
sigemptyset(&act.sa_mask);
sigaction(SIGRTMIN, &act, NULL);