关键词:
多路选择I/O提供另一种处理I/O的方法,相比于传统的I/O方法,这种方法更好,更具有效率。多路选择是一种充分利用系统时间的典型。
1、多路选择I/O的概念
当用户需要从网络设备上读数据时,会发生的读操作一般分为两步。
(1)等待数据准备好,等待数据的到达,并且将其复制到内核的缓冲区,该缓冲区在系统态。
(2)复制数据,将数据从内核缓冲区中复制到用户指定的缓冲区中。
一般的读操作形式为:
Int nbytes = read(sfd, buf, MAX);
如果需要的数据没有准备好,例如,数据尚未到达时,read函数发生阻塞,直到所有的数据到达,read函数才将其复制到用户指定的缓冲区,并且返回。如果数据一直未到达,那么read函数将一直阻塞下去,该进程会陷入僵尸状态、这种I/O模型称为阻塞I/O。
为了防止I/O阻塞使进程进入僵死状态,可以使用多路选择I/O。
这种方法的思想是先构造一张需要读取文件描述符的表,调用一个函数轮循这个表中的文件描述符,知道有一个文件描述符可以读写该函数才返回,多路选择I/O需要使用两个系统调用,一个负责检查并返回可用的文件描述符;另一个负责对该文件描述符进行读写。
2、实现多路选择I/O
Linux环境下使用select函数实现多路选择I/O,函数原型如下:
Int select(int maxfdp1, fd_set *restrict readfds, fd_set *restrict writefds, fd_set *restrict exceptfds, struct timeval *restrict tvptr);
头文件: #include <sys/select.h>
参数说明:
第一个参数maxfdp1表示所关心状态的描述符的个数,正确解释是最大描述符加1。如果maxfdp1的值是2,表示用户关心的描述符数为2;最大的文件描述符为1时,描述符0,和1都会被该函数茶韵,大于1则不关心。一个进程最多可以用于1024个文件描述符,因此maxfdp1的值为(0~1023);
第2、3、4这3个参数是readfds、writefds和exceptfds,分别表示用户关心的可读、可写和异常的各个描述符,这3个参数是3个位向量,每一位对应一个文件描述符的状态,每一位对应一个文件描述符的状态。
第5个参数表示用户期望等待的时间。如果tvptr==NULL表示一直等。
返回值:出错返回-1,返回0表示没有设备准备好,返回值大于0表示准备好的设备数目。
在这个函数中第2、3、4这三个参数是特殊的参数,这三个参数是fd_set数据类型的,fd_set本质上市一个位向量,是一个无符号的整型。其中每一位代表一个设备的状态,如果是1表示被设置,如果是0表示没有被设置。上边的的三个参数分别代表的是可读、可写和异常三种状态,这三个位向量中的每一位代表一个状态。比如readfds是“111000”表示前3个文件可读,后三个文件不可读。
最后通过一个实例来演示使用select函数同时处理多个连接请求的服务器端程序。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <ctype.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <errno.h> #include "iolib.h" #define MAX_LINE 80 int port = 8000; void my_fun(char *p) { if(p == NULL) exit(1); for(; *p != ‘