APUE-Learning-高级IO

高级I/O

• I/O多路复用
  • 有多个描述符，数据可能在任一个描述符上到达（可用），但是事先无法知道究竟是哪一个描述符
  • 不能对任意一个描述符进行阻塞读操作，因为数据可能已经在其它描述符上到达
    • 使用两个或多个进程/线程分别处理一个描述符，但是带来资源开销、同步处理的问题
    • 不使用阻塞I/O：对所有描述符进行轮询处理
    • 异步I/O+信号：信号数量有限，无法与描述符一一对应
  • I/O多路复用：实现准备一张描述符表，内核会在表中任一个描述符准备好时，通知进程并告知哪些文件描述符已经准备好了
    • 有三个select，poll，epoll；均会阻塞线程，直到有可用的描述符时才会返回
    • 描述符集：fd_set
    • select: 三组描述符集作为参数（可读、可写、异常条件）
    • poll: pollfd数组：包含描述符编号、感兴趣的事件

进程间通信

• 无名管道

  • 只能在两个相关的进程间使用；即两个fd通过父进程创建，之后在子进程中使用

• 有名管道（FIFO）

  • 不相关的进程间也能通信
  • 它是一种文件类型，它的文件名(路径名)存在于文件系统中
  • int mkfifo(const char* path, mode_t mode);，返回值为文件描述符

• 三个相似的IPC机制

  • 使用键（key_t）来标识
  • key_t ftok(const char* path, int id)，根据一个路径名和ID，创建一个key
  • 消息队列（1）
    • msgget(key_t, int)，【创建或打开已有的】返回非负队列ID，供后续发送、接收、控制使用
  • 信号量（2）
    • semget(key_t, int)
    • 删除是立即生效的；会导致其它使用该信号量的程序产生错误
  • 共享内存（3）
    • shmget(key_t, int)

• POSIX 信号量

  • 更高性能
  • 接口更简单
  • 添加引用计数，删除操作会在最后一次引用结束时删除信号量
  • sem_t* sem_open(const char* name, int flag, ...)，创建新的或打开一个已有的信号量
  • sem_close()操作并不会将信号量值减1