IO多路复用学习总结-李向勇.doc

IO多路复用学习总结
学生姓名: 李向勇
指导教师: 乔永锋
完成时间:2017年7月29日
IO多路复用学习总结 3
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1. select() 3
2. poll() 6
3. epoll() 8
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IO多路复用学习总结

IO多路复用是指内核一旦发现进程指定的一个或者多个IO条件准备读取,它就通知该进程。
IO多路复用适用如下场合:
当客户处理多个描述字时(一般是交互式输入和网络套接口),必须使用I/O复用。
当一个客户同时处理多个套接口时。
如果一个TCP服务器既要处理监听套接口,又要处理已连接套接口,一般也要用到I/O复用。
如果一个服务器即要处理TCP,又要处理UDP,一般要使用I/O复用。
如果一个服务器要处理多个服务或多个协议,一般要使用I/O复用。
与多进程和多线程技术相比,I/O多路复用技术的最大优势是系统开销小,系统不必创建进程/线程,也不必维护这些进程/线程,从而大大减小了系统的开销。

select()
select函数准许进程指示内核等待多个事件中的任何一个发送,并只在有一个或多个事件发生或经历一段指定的时间后才唤醒。函数原型如下:
#include <sys/>
#include <sys/>
int select(int maxfdp1,fd_set *readset,fd_set *writeset,fd_set *exceptset,const struct timeval *timeout)
返回值:就绪描述符的数目,超时返回0,出错返回-1
函数参数介绍如下:
第一个参数maxfdp1指定待测试的描述字个数,它的值是待测试的最大描述字加1(因此把该参数命名为maxfdp1),描述字0、1、2...maxfdp1-1均将被测试。
中间的三个参数readset、writeset和exceptset指定我们要让内核测试读、写和异常条件的描述字。如果对某一个的条件不感兴趣,就可以把它设为空指针。struct fd_set可以理解为一个集合,这个集合中存放的是文件描述符,可通过以下四个宏进行设置:
  void FD_ZERO(fd_set *fdset);           //清空集合
          void FD_SET(int fd, fd_set *fdset);   //将一个给定的文件描述符加入集合之中
          void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset);   //将一个给定的文件描述符从集合中删除
          int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset);  // 检查集合中指定的文件描述符是否可以读写 
timeout告知内核等待所指定描述字中的任何一个就绪可花多少时间。其timeval结构用于指定这段时间的秒数和微秒数。
        struct timeval{
                   long tv_sec;   //seconds
                   long tv_usec;  //microseconds
       };
这个参数有三种可能:
(1)永远等待下去:仅在有一个描述字准备好I/O时才返回。为此,把该参数设置为空指针NULL。
(2)等待一段固定时间:在有一个描述字准备好I/O时返回,但是不超过由该参数所指向的timeval结构中指定的秒数和微秒数。
(3)根本不等待:检查描述字后立即返回,这称为轮询。为此,该参数必须指向一个timeval结构,而且其中的定时器值必须为0。
基本原理:
图一
select的几大缺点:
(1)每次调用select,都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态,这个开销在fd很多时会很大
(2)同时每次调用select都需要在内核遍历传递进来的所有fd,这个开销在fd很多时也很大
(3)select支持的文件描述符数量太小了,默认是1024
poll()
poll()函数:这个函数是用于执行与select()函数同等功能的函数。
函数原型如下:
#include <>
int poll(struct pollfd fds[], nfds_t nfds, int timeout);
pollfd结构体定义如下:
struct pollfd {
int fd;         /* 文件描述符 */
short events;         /* 等待的事件 */
shor