linux教程 网络高级编程

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1、I/O模式五种I/O操作方式：阻塞I/O非阻塞I/OI/O多路复用信号驱动I/O（SIGIO）异步I/O一般来说，程序进行输入操作有两步：1．等待有数据可以读2．将数据从系统内核中拷贝到程序的数据区。对于一个对套接字的输入操作，第一步一般来说是等待数据从网络上传到本地。当数据包到达的时候，数据将会从网络层拷贝到内核的缓存中；第二步是从内核中把数据拷贝到程序的数据区中。阻塞I/O模式阻塞I/O模式是最普遍使用的I/O模式。大部分程序使用的都是阻塞模式的I/O。缺省的，一个套接字建立后所处于的模式就是阻塞I/O模式。对于一个UD

2、P套接字来说，数据就绪的标志比较简单：已经收到了一整个数据报没有收到。而TCP这个概念就比较复杂，需要附加一些其他的变量。一个进程调用recvfrom，然后系统调用并不返回直到有数据报到达本地系统，然后系统将数据拷贝到进程的缓存中。（如果系统调用收到一个中断信号，则它的调用会被中断）我们称这个进程在调用recvfrom一直到从recvfrom返回这段时间是阻塞的。当recvfrom正常返回时，我们的进程继续它的操作。非阻塞模式I/O当我们将一个套接字设置为非阻塞模式，我们相当于告诉了系统内核：“当我请求的I/O操作不能够马上

3、完成，你想让我的进程进行休眠等待的时候，不要这么做，请马上返回一个错误给我。”我们开始对recvfrom的三次调用，因为系统还没有接收到网络数据，所以内核马上返回一个EWOULDBLOCK的错误。第四次我们调用recvfrom函数，一个数据报已经到达了，内核将它拷贝到我们的应用程序的缓冲区中，然后recvfrom正常返回，我们就可以对接收到的数据进行处理了。当一个应用程序使用了非阻塞模式的套接字，它需要使用一个循环来不听的测试是否一个文件描述符有数据可读（称做polling）。应用程序不停的polling内核来检查是否I/O

4、操作已经就绪。这将是一个极浪费CPU资源的操作。这种模式使用中不是很普遍。I/O多路复用在使用I/O多路技术的时候，我们调用select()函数和poll()函数的时候阻塞，而不是调用recvfrom（或recv）的时候阻塞。当我们调用select函数阻塞的时候，select函数等待数据报套接字进入读就绪状态。当select函数返回的时候，也就是套接字可以读取数据的时候。这时候我们就可以调用recvfrom函数来将数据拷贝到我们的程序缓冲区中。和阻塞模式相比较，select()和poll()并没有什么高级的地方，而且，在阻塞

5、模式下只需要调用一个函数：读取或发送，在使用了多路复用技术后，我们需要调用两个函数了：先调用select()函数或poll()函数，然后才能进行真正的读写。多路复用的高级之处在于，它能同时等待多个文件描述符，而这些文件描述符（套接字描述符）其中的任意一个进入读就绪状态，select()函数就可以返回。假设我们运行一个网络客户端程序，要同时处理套接字传来的网络数据又要处理本地的标准输入输出。在我们的程序处于阻塞状态等待标准输入的数据的时候，假如服务器端的程序被kill（或是自己Down掉了），那么服务器程端的TCP协议会给客户

6、端（我们这端）的TCP协议发送一个FIN数据代表终止连接。但是我们的程序阻塞在等待标准输入的数据上，在它读取套接字数据之前（也许是很长一段时间），它不会看见结束标志．我们就不能够使用阻塞模式的套接字。IO多路技术一般在下面这些情况中被使用：当一个客户端需要同时处理多个文件描述符的输入输出操作的时候（一般来说是标准的输入输出和网络套接字），I/O多路复用技术将会有机会得到使用。当程序需要同时进行多个套接字的操作的时候。如果一个TCP服务器程序同时处理正在侦听网络连接的套接字和已经连接好的套接字。如果一个服务器程序同时使用TCP

7、和UDP协议。如果一个服务器同时使用多种服务并且每种服务可能使用不同的协议（比如inetd就是这样的）。I/O多路服用技术并不只局限与网络程序应用上。几乎所有的程序都可以找到应用I/O多路复用的地方。信号驱动I/O模式我们可以使用信号，让内核在文件描述符就绪的时候使用SIGIO信号来通知我们。我们将这种模式称为信号驱动I/O模式。使用这种模式，我们首先需要允许套接字使用信号驱动I/O，还要安装一个SIGIO的处理函数。在这种模式下，系统调用将会立即返回，然后我们的程序可以继续做其他的事情。当数据就绪的时候，系统会向我们的进程

8、发送一个SIGIO信号。这样我们就可以在SIGIO信号的处理函数中进行I/O操作（或是我们在函数中通知主函数有数据可读）。对于信号驱动I/O模式，它的先进之处在于它在等待数据的时候不会阻塞，程序可以做自己的事情。当有数据到达的时候，系统内核会向程序发送一个SIGIO信号进行通知，这样我们的