第14章高级IO总结
1 低速系统调用
可能使进程永远阻塞的一类系统调用,包括:
1)读某些文件类型(管道、终端、网络设备)的数据
2)写某些文件类型(管道、终端、网络设备),但数据不能被立即接受(管道中无空间、流量控制等因素)
3)打开某些文件类型
4)对已经加上强制性记录锁的文件进行读、写
5)某些ioctl函数
6)某些进程间通信函数
2 记录锁
当一个进程正在读或修改文件的某一部分时,可以阻止其他进程修改同一文件区
#include <fcntl.h> int fcntl(int filedes,int cmd,.../* struct flock *flockptr */
struct flock { short l_type;/* F_RDLCK,F_WRLCK,F_UNLCK */ off_t l_start;/* offset in bytes,relative to l_whence */ short l_whence;/* SEEK_SET,SEEK_CUR,SEEK_END */ off_t l_len; /* length,in bytes;0 means lock to EOF */ pid_t l_pid;/* returned with F_GETLK */ }
F_GETLK:判断flockptr是否会被其他记录锁排斥,会则将排斥该锁的锁信息填充到flockptr,不排斥则将l_type设置为F_UNLCK
F_GETFL函数并不是查询一个文件的记录锁,而是查询一个记录锁是否与其他记录锁冲突
F_SETLK:尝试建立flockptr描述的文件锁,非阻塞
F_SETLKW:建立文件锁的阻塞版本
文件的记录锁信息在文件V节点表中,通过struct flock类型链表保存
3 I/O多路转接 select
当需要从多个文件中进行读写操作时,阻塞式I/O和非阻塞式I/O各有问题
select函数在目标文件描述符集中查询是否有可读、可写的文件描述符,有则返回,无则等待(或返回,与tvptr有关)
#include <sys/select.h> int select(int maxfdp1,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *exceptfds,struct timeval *tvptr)
readfds、writefds、exceptfds分别表示关心的可读、可写、异常文件描述
maxfdp1表示三个文件描述符集中最大文件描述符加1
返回值:
-1:出错
0:没有文件描述符准备好
正值:已经准备好的描述符数
tvptr:
struct timeval { long tv_sec; long tv_usec; };
tvptr=NULL:无限等待
tvptr->tv_sec==0 && tvptr->tv_usec==0:查询并立即返回
tvptr->tv_sec!=0 || tvptr->tv_usec!=0 :最多等待时间
fd_set的操作:
#include <sys/select.h> int FD_ISSET(int fd,fd_set *fdset) void FD_CLR(int fd,fd_set *fdset) void FD_ADD(int fd,fd_set *fdset) void FD_ZERO(fd_set *fdset)
select函数变体pselect函数:
int pselect(int maxfdp1,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *excepfds,const struct timespec tsptr,const sigset_t *sigmaske)
pselect函数支持函数执行时信号屏蔽字设置,同时时间采用timespec结构(秒和纳秒,比timeval更精确)
4 I/O多路转接 poll
poll函数类似于select函数但提供不同的函数接口:
int poll(struct pollfd fdarrat[],nfds_t nfds,int timeout)
struct pollfd { int fd; short events; short revents; };
events表示在fd上关心的状态,revents返回时被填写
events和revents可取值:
POLLIN:不阻塞的可读除高优先级之外的数据
POLLRDNORM:不阻塞的可读普通数据
POLLRDBAND:不阻塞的可读非0优先级波段数据
POLLPRI:不阻塞的可读高优先级数据
POLLOUT:不阻塞的可写普通数据
POLLWRNORM:与POLLOUT相同
POLLWRBAND:不阻塞的可写非0优先级波段数据
仅revents可取值:
POLLERR:已出错
POLLHUP:已挂断
POLLNVAL:描述符不引用一打开文件
5 存储映射I/O
#include <sys/mman.h> void *mmap(void *addr,size_t len,int prot,int flag,int filedes,off_t off)
prot:映射区权限
PROT_READ:映射区可读
PROT_WRITE:映射区可写
PROT_EXEC:映射区可执行
PROT_NONE:映射区不可访问
flag:
MAP_FIXED:返回值必须等于addr
MAP_SHARED:缓冲区操作修改映射文件
MAP_PRIVATE:缓冲区操作对应映射文件的副本
修改映射缓冲区权限:
#include <sys/mman.h> int mprotect(void *addr,size_t len,int prot)
解除映射:
int munmap(addr_t *addr,size_t len)