简介
图 1. 基本 Linux I/O 模型的简单矩阵
每个 I/O 模型都有自己的使用模式,它们对于特定的应用程序都有自己的优点。
本节将简要对其一一进行介绍。
一、同步阻塞模式
在这个模式中,用户空间的应用程序执行一个系统调用,并阻塞,直到系统调用完成为止(数据传输完成或发生错误)。
-
/*
-
* \brief
-
* tcp client
-
*/
-
-
#include <stdio.h>
-
#include <stdlib.h>
-
#include <sys/socket.h>
-
#include <netdb.h>
-
#include <string.h>
-
#define SERVPORT 8080
-
#define MAXDATASIZE 100
-
-
int main(int argc, char *argv[])
-
{
-
int sockfd, recvbytes;
-
char rcv_buf[MAXDATASIZE]; /*./client 127.0.0.1 hello */
-
char snd_buf[MAXDATASIZE];
-
struct hostent *host; /* struct hostent
-
* {
-
* char *h_name; // general hostname
-
* char **h_aliases; // hostname's alias
-
* int h_addrtype; // AF_INET
-
* int h_length;
-
* char **h_addr_list;
-
* };
-
*/
-
struct sockaddr_in server_addr;
-
-
if (argc < 3)
-
{
-
printf("Usage:%s [ip address] [any string]\n", argv[0]);
-
return 1;
-
}
-
-
*snd_buf = '\0';
-
strcat(snd_buf, argv[2]);
-
-
if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
-
{
-
perror("socket:");
-
exit(1);
-
}
-
-
server_addr.sin_family = AF_INET;
-
server_addr.sin_port = htons(SERVPORT);
-
inet_pton(AF_INET, argv[1], &server_addr.sin_addr);
-
memset(&(server_addr.sin_zero), 0, 8);
-
-
/* create the connection by socket
-
* means that connect "sockfd" to "server_addr"
-
* 同步阻塞模式
-
*/
-
if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)
-
{
-
perror("connect");
-
exit(1);
-
}
-
-
/* 同步阻塞模式 */
-
if (send(sockfd, snd_buf, sizeof(snd_buf), 0) == -1)
-
{
-
perror("send:");
-
exit(1);
-
}
-
printf("send:%s\n", snd_buf);
-
-
/* 同步阻塞模式 */
-
if ((recvbytes = recv(sockfd, rcv_buf, MAXDATASIZE, 0)) == -1)
-
{
-
perror("recv:");
-
exit(1);
-
}
-
-
rcv_buf[recvbytes] = '\0';
-
printf("recv:%s\n", rcv_buf);
-
-
close(sockfd);
-
return 0;
-
}
显然,代码中的connect, send, recv都是同步阻塞工作模式,
在结果没有返回时,程序什么也不做,
二、同步非阻塞模式
同步阻塞 I/O 的一种效率稍低的变种是同步非阻塞 I/O。
在这种模型中,系统调用是以非阻塞的形式打开的。
这意味着 I/O 操作不会立即完成, 操作可能会返回一个错误代码,
说明这个命令不能立即满足(EAGAIN 或 EWOULDBLOCK),
非阻塞的实现是 I/O 命令可能并不会立即满足,需要应用程序调用许多次来等待操作完成。
这可能效率不高,
因为在很多情况下,当内核执行这个命令时,应用程序必须要进行忙碌等待,直到数据可用为止,
或者试图执行其他工作。
因为数据在内核中变为可用到用户调用 read 返回数据之间存在一定的间隔,这会导致整体数据吞吐量的降低。
-
/*
-
* \brief
-
* tcp client
-
*/
-
-
#include <stdio.h>
-
#include <stdlib.h>
-
#include <sys/socket.h>
-
#include <sys/types.h>
-
#include <errno.h>
-
#include <netdb.h>
-
#include <string.h>
-
#include <unistd.h>
-
#include <fcntl.h>
-
-
#define SERVPORT 8080
-
#define MAXDATASIZE 100
-
-
-
int main(int argc, char *argv[])
-
{
-
int sockfd, recvbytes;
-
char rcv_buf[MAXDATASIZE]; /*./client 127.0.0.1 hello */
-
char snd_buf[MAXDATASIZE];
-
struct hostent *host; /* struct hostent
-
* {
-
* char *h_name; // general hostname
-
* char **h_aliases; // hostname's alias
-
* int h_addrtype; // AF_INET
-
* int h_length;
-
* char **h_addr_list;
-
* };
-
*/
-
struct sockaddr_in server_addr;
-
int flags;
-
int addr_len;
-
-
if (argc < 3)
-
{
-
printf("Usage:%s [ip address] [any string]\n", argv[0]);
-
return 1;
-
}
-
-
*snd_buf = '\0';
-
strcat(snd_buf, argv[2]);
-
-
if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
-
{
-
perror("socket:");
-
exit(1);
-
}
-
-
server_addr.sin_family = AF_INET;
-
server_addr.sin_port = htons(SERVPORT);
-
inet_pton(AF_INET, argv[1], &server_addr.sin_addr);
-
memset(&(server_addr.sin_zero), 0, 8);
-
addr_len = sizeof(struct sockaddr_in);
-
-
/* Setting socket to nonblock */
-
flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);
-
fcntl(sockfd, flags|O_NONBLOCK);
-
-
/* create the connection by socket
-
* means that connect "sockfd" to "server_addr"
-
* 同步阻塞模式
-
*/
-
if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)
-
{
-
perror("connect");
-
exit(1);
-
}
-
-
/* 同步非阻塞模式 */
-
while (send(sockfd, snd_buf, sizeof(snd_buf), MSG_DONTWAIT) == -1)
-
{
-
sleep(1);
-
printf("sleep\n");
-
}
-
printf("send:%s\n", snd_buf);
-
-
-
/* 同步非阻塞模式 */
-
while ((recvbytes = recv(sockfd, rcv_buf, MAXDATASIZE, MSG_DONTWAIT)) == -1)
-
{
-
sleep(1);
-
printf("sleep\n");
-
}
-
-
rcv_buf[recvbytes] = '\0';
-
printf("recv:%s\n", rcv_buf);
-
-
close(sockfd);
-
return 0;
-
}
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