Linux系统文件I/O编程(三) I/O多路复用

多路复用

函数说明

我们都知道fcntl()函数解决了文件共享的问题，如果不知道请看： http://blog.csdn.net/mybelief321/article/details/8993138。接下来该处理I/O复用的情况了。那么，什 么是I/O复用呢？这个咱得先弄清楚，所谓的I/O复用无非就是多个进程共同使用一个I/O输入输出流。

在经典的《Unix网络编程第1卷》Chapter 6中作者详细介绍了五种I/O模型，分别为：

① blocking I/O

② nonblocking I/O

③ I/O multiplexing (select and poll)

④ signal driven I/O (SIGIO)

⑤ asynchronous I/O (the POSIX aio_functions)

我英语水平一般，还是换成中文的来 说吧。I/O处理的模型有5种：

① 阻塞I/O型：在这种模式下，若所调用的I/O函数没有完成相关的功能 ，则会使进程挂起，直到相关数据到达才会返回。如常见对管道设备、终端设备和网络设备进行读写时经常会 出现这种情况。

② 非阻塞I/O型：在这种模式下，当请求的I/O操作不能完成时，则不让进程睡眠，而 且立即返回。非阻塞I/O使用户可以调用不会阻塞的I/O操作，如open()、write()和read()。如果该操作不能 完成，则会立即返回出错（如打不开文件）或者返回0（比如在缓冲区中没有数据可以读取或者没有空间可以 写入数据）。

③ I/O多路转接模型：在这种模式下，如果请求的I/O操作阻塞，且它不是真正的阻塞 I/O，而是让其中的一个函数等待，在此期间，I/O还能进行其他操作。咱们接下来要说的select()函数和 poll()函数，就是属于这种类型。

④ 信号驱动I/O模型：在这种模式下，进程要定义一个信号处理程 序，系统可以自动捕获特定信号的到来，从而启动I/O。这是由内核通知用户何时可以启动一个I/O操作决定的 。这种模型是非阻塞的，当有就绪的数据时，内核就向该进程发送SIGIO信号。无论我们如何处理SIGIO信号， 这种模型的好处就是当等待数据到达时，可以不阻塞。主程序继续执行，只有收到SIGIO信号时，才去处理数 据即可。

⑤ 异步I/O模型：在这种模型下，进程先让内核启动I/O操作，并在整个操作完成后通知该进 程。这种模型与信号驱动模型的主要区别在于：信号驱动I/O是由内核通知我们何时可以启动一个I/O操作，而 异步I/O模型是由内核通知进程I/O操作何时完成的。现在并不是所有的系统都支持这种模型。

相比较 而言，select()和poll()的I/O多路转换模型是处理I/O复用的一个高效的方法。它可以具体设置程序中每一个 所关心的文件描述符的条件、希望等待的时间等，从select()函数和poll()函数返回时，内核会通知用户已准 备好的文件描述符的数量、已准备好的条件（或事件）等。通过使用select()和poll()函数的返回结果(可能 是检测到某个文件描述符的注册事件或是超时，或是调用出错)，就可以调用相应的I/O处理函数了。

函数格式

下图为select()函数的介绍

可以看到，select函数根据希望进行的文件 操作对文件描述符进行了分类，这里对文件描述符的处理主要涉及4个宏函数，如下表2所示

另外，select()函数中的 timeou 是一个 struct timeval类型的指针，该结构体如下所示：

（编辑：武汉站长网）

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