高级IO

 

 

例：同时读取鼠标与键盘

传统情况下，由于阻塞只能同时读取一路。

解决方案

1.非阻塞IO

2.异步IO

3.IO多路复用

 

非阻塞IO

使用O_NONBLOCK和fcntl实现非阻塞

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>


 int main()
{   
    int fd = -1;
    int flag = -1;
    int ret = -1;
    //把0号文件描述符（stdin）变为非阻塞
    flag = fcntl(0,F_GETFL);
    flag |= O_NONBLOCK;
    fcntl(0, F_SETFL, flag);//设置为非阻塞
     fd = open("/dev/input/mouse1", O_RDONLY|O_NONBLOCK);
    if(fd < 0)
    {
        perror("open");
        exit(-1);
    } 
    char buf[100];
    //读鼠标
    while(1)
    {
        memset(buf , 0, sizeof(buf));
        ret = read(fd , buf , 100);
        if(ret > 0)
        {
        printf("鼠标读取的内容:[%s]\n" , buf); 
        }
        memset(buf , 0, sizeof(buf));
        ret = read(0 , buf , 100);
        if(ret > 0)
        {
        printf("键盘读取的内容:[%s]\n" , buf);
        }
    }
    return 0;
}

异步IO

使用select和poll实现异步IO

特点为外部阻塞式，内部非阻塞式自动轮询多路阻塞式IO

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <poll.h>
int main(void)
{
    // 读取鼠标
    int fd = -1, ret = -1;
    char buf[200];
    struct pollfd myfds[2] = {0};
    
    fd = open("/dev/input/mouse1", O_RDONLY);
    if (fd < 0)
    {
        perror("open:");
        return -1;
    }
    
    // 初始化我们的pollfd
    myfds[0].fd = 0;            // 键盘
    myfds[0].events = POLLIN;    // 等待读操作
    
    myfds[1].fd = fd;            // 鼠标
    myfds[1].events = POLLIN;    // 等待读操作

    ret = poll(myfds, fd+1, 10000);
    if (ret < 0)
    {
        perror("poll: ");
        return -1;
    }
    else if (ret == 0)
    {
        printf("超时了\n");
    }
    else
    {
        // 等到了一路IO，然后去监测到底是哪个IO到了，处理之
        if (myfds[0].events == myfds[0].revents)
        {
            // 这里处理键盘
            memset(buf, 0, sizeof(buf));
            read(0, buf, 5);
            printf("键盘读出的内容是：[%s].\n", buf);
        }
        
        if (myfds[1].events == myfds[1].revents)
        {
            // 这里处理鼠标
            memset(buf, 0, sizeof(buf));
            read(fd, buf, 50);
            printf("鼠标读出的内容是：[%s].\n", buf);
        }
    }

    return 0;
}

异步IO

通过信号实现

异步IO的工作方法是：我们当前进程注册一个异步IO事件（使用signal注册一个信号SIGIO的处理函数），然后当前进程可以正常处理自己的事情，当异步事件发生后当前进程会收到一个SIGIO信号从而执行绑定的处理函数去处理这个异步事件。
涉及的函数：
(1)fcntl（F_GETFL、F_SETFL、O_ASYNC、F_SETOWN）
(2)signal或者sigaction（SIGIO）

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <signal.h>

int mousefd = -1;

// 绑定到SIGIO信号，在函数内处理异步通知事件
void func(int sig)
{
    char buf[200] = {0};
    
    if (sig != SIGIO)
        return;

    read(mousefd, buf, 50);
    printf("鼠标读出的内容是：[%s].\n", buf);
}

int main(void)
{
    // 读取鼠标
    char buf[200];
    int flag = -1;
    
    mousefd = open("/dev/input/mouse1", O_RDONLY);
    if (mousefd < 0)
    {
        perror("open:");
        return -1;
    }    
    // 把鼠标的文件描述符设置为可以接受异步IO
    flag = fcntl(mousefd, F_GETFL);
    flag |= O_ASYNC;
    fcntl(mousefd, F_SETFL, flag);
    // 把异步IO事件的接收进程设置为当前进程
    fcntl(mousefd, F_SETOWN, getpid());
    
    // 注册当前进程的SIGIO信号捕获函数
    signal(SIGIO, func);
    
    // 读键盘
    while (1)
    {
        memset(buf, 0, sizeof(buf));
        //printf("before 键盘 read.\n");
        read(0, buf, 5);
        printf("键盘读出的内容是：[%s].\n", buf);
    }
        
    return 0;
}

存储映射IO

1、mmap函数
2、LCD显示和IPC之共享内存
3、存储映射IO的特点
(1)共享而不是复制，减少内存操作
(2)处理大文件时效率高，小文件不划算