wap医院网站模板 for dedecms v1.0,提高自己的网站,企业大黄页,logo是什么伊思logo首先我们来定义流的概念#xff0c;一个流可以是文件#xff0c;socket#xff0c;pipe等等可以进行I/O操作的内核对象。 不管是文件#xff0c;还是套接字#xff0c;还是管道#xff0c;我们都可以把他们看作流。 之后我们来讨论I/O的操作#xff0c;通过read#xf…首先我们来定义流的概念一个流可以是文件socketpipe等等可以进行I/O操作的内核对象。 不管是文件还是套接字还是管道我们都可以把他们看作流。 之后我们来讨论I/O的操作通过read我们可以从流中读入数据通过write我们可以往流写入数据。现在假定一个情形我们需要从流中读数据但是流中还没有数据典型的例子为客户端要从socket读如数据但是服务器还没有把数据传回来这时候该怎么办 阻塞。阻塞是个什么概念呢比如某个时候你在等快递但是你不知道快递什么时候过来而且你没有别的事可以干或者说接下来的事要等快递来了才能做那么你可以去睡觉了因为你知道快递把货送来时一定会给你打个电话假定一定能叫醒你。 非阻塞忙轮询。接着上面等快递的例子如果用忙轮询的方法那么你需要知道快递员的手机号然后每分钟给他挂个电话“你到了没” 很明显一般人不会用第二种做法不仅显很无脑浪费话费不说还占用了快递员大量的时间。大部分程序也不会用第二种做法因为第一种方法经济而简单经济是指消耗很少的CPU时间如果线程睡眠了就掉出了系统的调度队列暂时不会去瓜分CPU宝贵的时间片了。为了了解阻塞是如何进行的我们来讨论缓冲区以及内核缓冲区最终把I/O事件解释清楚。缓冲区的引入是为了减少频繁I/O操作而引起频繁的系统调用你知道它很慢的当你操作一个流时更多的是以缓冲区为单位进行操作这是相对于用户空间而言。对于内核来说也需要缓冲区。假设有一个管道进程A为管道的写入方为管道的读出方。假设一开始内核缓冲区是空的B作为读出方被阻塞着。然后首先A往管道写入这时候内核缓冲区由空的状态变到非空状态内核就会产生一个事件告诉该醒来了这个事件姑且称之为“缓冲区非空”。 但是“缓冲区非空”事件通知B后B却还没有读出数据且内核许诺了不能把写入管道中的数据丢掉这个时候写入的数据会滞留在内核缓冲区中如果内核也缓冲区满了B仍未开始读数据最终内核缓冲区会被填满这个时候会产生一个I/O事件告诉进程A你该等等阻塞了我们把这个事件定义为“缓冲区满”。 假设后来终于开始读数据了于是内核的缓冲区空了出来这时候内核会告诉A内核缓冲区有空位了你可以从长眠中醒来了继续写数据了我们把这个事件叫做“缓冲区非满” 也许事件Y1已经通知了A但是A也没有数据写入了而继续读出数据知道内核缓冲区空了。这个时候内核就告诉B你需要阻塞了我们把这个时间定为“缓冲区空”。 这四个情形涵盖了四个I/O事件缓冲区满缓冲区空缓冲区非空缓冲区非满注都是说的内核缓冲区且这四个术语都是我生造的仅为解释其原理而造。这四个I/O事件是进行阻塞同步的根本。如果不能理解“同步”是什么概念请学习操作系统的锁信号量条件变量等任务同步方面的相关知识。然后我们来说说阻塞I/O的缺点。但是阻塞I/O模式下一个线程只能处理一个流的I/O事件。如果想要同时处理多个流要么多进程(fork)要么多线程(pthread_create)很不幸这两种方法效率都不高。于是再来考虑非阻塞忙轮询的I/O方式我们发现我们可以同时处理多个流了把一个流从阻塞模式切换到非阻塞模式再此不予讨论while true {for i in stream[]; {if i has dataread until unavailable}}我们只要不停的把所有流从头到尾问一遍又从头开始。这样就可以处理多个流了但这样的做法显然不好因为如果所有的流都没有数据那么只会白白浪费CPU。这里要补充一点阻塞模式下内核对于I/O事件的处理是阻塞或者唤醒而非阻塞模式下则把I/O事件交给其他对象后文介绍的select以及epoll处理甚至直接忽略。为了避免CPU空转可以引进了一个代理一开始有一位叫做select的代理后来又有一位叫做poll的代理不过两者的本质是一样的。这个代理比较厉害可以同时观察许多流的I/O事件在空闲的时候
会把当前线程阻塞掉当有一个或多个流有I/O事件时就从阻塞态中醒来于是我们的程序就会轮询一遍所有的流于是我们可以把“忙”字去掉了。代码长这样:while true {select(streams[])for i in streams[] {if i has dataread until unavailable}}于是如果没有I/O事件产生我们的程序就会阻塞在select处。但是依然有个问题我们从select那里仅仅知道了有I/O事件发生了但却并不知道是那几个流可能有一个多个甚至全部我们只能
无差别轮询所有流找出能读出数据或者写入数据的流对他们进行操作。但是使用select我们有O(n)的无差别轮询复杂度同时处理的流越多每一次无差别轮询时间就越长。再次说了这么多终于能好好解释epoll了epoll可以理解为event poll不同于忙轮询和无差别轮询epoll之会把哪个流发生了怎样的I/O事件通知我们。此时我们对这些流的操作都是有意义的。复杂度降低到了O(1)在讨论epoll的实现细节之前先把epoll的相关操作列出epoll_create 创建一个epoll对象一般epollfd epoll_create() epoll_ctl epoll_add/epoll_del的合体往epoll对象中增加/删除某一个流的某一个事件 比如 epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, socket, EPOLLIN);//注册缓冲区非空事件即有数据流入 epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_DEL, socket, EPOLLOUT);//注册缓冲区非满事件即流可以被写入 epoll_wait(epollfd,...)等待直到注册的事件发生 注当对一个非阻塞流的读写发生缓冲区满或缓冲区空write/read会返回-1并设置errnoEAGAIN。而epoll只关心缓冲区非满和缓冲区非空事件。一个epoll模式的代码大概的样子是while true {active_stream[] epoll_wait(epollfd)for i in active_stream[] {read or write till unavailable}}限于篇幅我只说这么多以揭示原理性的东西至于epoll的使用细节请参考man和google实现细节请参阅linux kernel source。 epoll的原理就是 你把要监控读写的文件交给内核epoll_add) 设置你关心的事件epoll_ctl比如读事件 然后等epoll_wait此时如果没有哪个文件有你关心的事件则休眠直到有事件被唤醒 然后返回那些事件 实现并发还需要配合非阻塞的读写。这样就可以一下搜集一大把文件套接字然后一下读写一大把文件不会因为某个文件慢而阻塞这样来实现并发。 在内核的最底层是中断 类似系统回调的机制 不是轮询, 在这个基础上再去看 蓝形参 的回答.
