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关于 Linux五种IO模型

2020年01月05日 操作系统 ⁄ 共 856字 ⁄ 字号 评论关闭

导读文件描述符(file description),用于表述指向文件引用的抽象话题概念文件描述符在形式上是一个非负整数,实际上它是一个索引值,指向内核为每一个进程所维护的该进程打开文件的记录表,当程序打开一个现有文件或者创建一个新文件时,内核就向该进程返回一个文件描述符

1. IO模型

Linux下可用的IO模型有5种,分别是:

阻塞式IO

非阻塞式IO

IO复用

信号驱动式IO(SIGIO)

异步IO(Posix的aio_系列函数)

其中,除了异步IO,其余都属于同步IO模型。在这5种模型中,我们目前只关注前3种,并且把IO复用放在网络编程专题中讲,本文只简单介绍阻塞式IO和非阻塞式IO的概念与区别。

2. 阻塞式IO

阻塞式IO是Linux中最基本、最常用的IO模型,指的是可能会使进程永远阻塞的函数,一般表现为:

进程或线程调用某个函数,该函数需要满足特定条件才能向下执行如果条件不满足,则会使调用进程或线程阻塞,让出CPU控制权,并一直持续到条件满足为止在Linux中,阻塞式IO一般作为默认属性出现,如mq_receive、sem_wait、sem_post等在默认情况下,所有的套接字都是阻塞的,我们以UDP套接字为例来展示阻塞式IO模型,如下图所示。进程调用recvfrom接收数据,但由于内核还未准备好,进程就会阻塞;直到内核准备好数据,recvfrom完成数据复制工作,进程才能解除阻塞状态。

3. 非阻塞式IO

顾名思义,非阻塞式IO不会使调用进程或线程永远阻塞,具体表现为:如果IO操作不能完成,则立即出错返回,调用进程或线程继续向下执行。对于一个给定的描述符,有两种将其指定为非阻塞式IO的方法:调用open创建或打开文件时指定O_NONBLOCK标志对于一个已经打开的描述符,调用fcntl改变其属性,为其设置O_NONBLOCK标志

#include int fcntl(int fd, int cmd, ... /* int arg */);

将cmd设为F_SETFL,arg设为O_NONBLOCK,就可以为fd设置非阻塞标志。

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