Linux高效能服務程式設計(I O復用)

2021-08-19 20:23:28 字數 2941 閱讀 6877

i/o復用(本身是阻塞的)

網路程式需要使用i/o復用技術的情況:

1.客戶端程式需要同時處理多個socket。

2.客戶端需要同時處理使用者輸入和網路連線

3.tcp伺服器要同時處理監聽socket和連線socket

4.伺服器要同時處理tcp請求和udp請求

5.伺服器要同時監聽多個埠,或者處理多種服務。

linux下實現i/o復用的系統呼叫主要有select,poll和epoll

select系統呼叫的用途:在一段時間內,監聽使用者感興趣的檔案描述符上的可讀,可寫和異常等事件

select系統呼叫的原型:

#include

int select(int nfds,fd_set* readfds,fd_set* writefds,fd_set* exceptfds,struct timeval* timeout);

nfds引數指定被監聽的檔案描述符的總數,它通常被設定為select監聽的所有檔案描述符中的最大值加1,因為檔案描述符是從0開始計數的

readfds,writefds,exceptfds引數分別指向可讀,可寫和一場事件對應的檔案描述符集合

timeout引數用來設定select函式的超時時間,它是乙個timeval結構體型別(微秒級)的指標,採用指標引數是因為核心將修改它以告訴應用程式select等待了多久

select成功時返回就緒(可讀,可寫,異常)檔案描述符的總數。如果在超時時間內沒有任何檔案描述符就緒,select將返回0.select失敗時返回-1並設定errno.如果

等待期間,程式接受訊號,則select立即返回-1,並設定errno為eintr。

poll系統呼叫:在制定時間內輪詢一定數量的檔案描述符,已測試其中是否有就緒者

poll原型:

#include

int poll(struct pollfd* fds,nfds_t nfds,int timeout);

fds引數是乙個pollfd結構型別的陣列,它指定所有我們感興趣的檔案描述符上發生的可讀,可寫和異常等事件。

nfds引數指定被監聽事件集合fds的大小,其型別nfds_t定義:typedef unsigned long int nfds_t;

timeout引數指定poll的超時值,單位是毫秒。當timeout為-1時,poll呼叫將永遠阻塞,知道某個事件發生;當timeout為0時,poll呼叫立即返回

epoll系列系統呼叫:

epoll是linux特有的i/o復用函式

檔案描述符(用來標識核心中的事件表)的建立有epoll_creat來完成:

#include

int epoll_creat(int size)

操作epoll核心時間表:

#include

int epoll_ctl(int epfd,int op,int fd,struct epoll_event *event)

fd引數是要操作的檔案描述符,op引數則制定操作型別(epoll_ctl_add(往事件表中註冊fd上大的事件),epoll_ctl_mod(修改fd上的註冊事件),epoll_ctl_del(刪除fd上的註冊事件))

event引數指定事件,它是epoll_event結構指標型別

epoll_wait函式:

epoll系列系統呼叫的主要介面是epoll_wait函式,它在一段超時時間內等待一組檔案描述符上的事件

#include

int epoll_wait(int epfd,struct epoll_event* events,int maxevents,int timeout)

該函式成功時返回就緒的檔案描述符的個數,失敗時返回-1並設定errno

maxevent引數指定最多監聽多少個事件,它必須大於0

epoll對檔案描述符的操作有兩種模式:lt(電平觸發)模式(預設工作模式)和et(邊沿觸發)模式(高效工作模式)

lt:當epoll_wait檢測到其上有事件發生並將此事件通知應用程式後,應用程式可以不立即處理該事件,當應用程式下一次呼叫epoll_wait時,epoll_wait還會再次向應用程式通告此事件,直到該事件被處理

et:當epoll_wait檢測到其上有事件發生並將此事件通知應用程式後,應用程式必須立即處理該事件,因為後續的epoll_wait呼叫將不再向應用程式通知這一事件

epolloneshot事件

select,poll和epoll的區別:

i/o復用的高階應用一:非阻塞connect

connect出錯時的一種errno值:einprogress   這種錯誤發生在對非阻塞的socket呼叫connect,而連線又沒有立即建立時。

i/o復用的高階應用二:聊天室程式

客戶端功能:一是從標準輸入終端讀入使用者資料,並將使用者資料傳送至伺服器;二是往標準輸出終端列印伺服器程式傳送給它的資料。

伺服器的功能:接受客戶資料,並把客戶資料傳送給每乙個登陸到該服務區器上的客戶端(資料傳送者除外)

客戶端:使用poll同時監聽使用者輸入和網路連線,並利用splice函式將使用者輸入內容直接定向到網路連線上以傳送之,從而實現資料零拷貝,提高程式執行效率。

伺服器:使用poll同時監聽socket和連線socket,並且使用犧牲空間換取時間的策略來提高伺服器效能。

i/o復用的高階應用三:同時處理tcp和udp服務

超級服務xinetd:同時管理多個子服務,即監聽多個埠

xinetd採用/etc/xinetd.conf主配置檔案和.etc.xinetd.d目錄下的自配置檔案來管理所有服務

linux高效能伺服器程式設計 九 I O復用

第九章 i o復用 i o復用就是乙個執行緒可以同時監聽多個檔案描述符,提高程式效能。雖然i o復用可以同時監聽多個檔案描述符,但是它本身是阻塞的,如果多個檔案描述符準備就緒,如果不採取措施它仍然是序列工作的。所以只能通過多程序或者多執行緒來處理。linux下實現i o復用主要使用到 select ...

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