"I/O多路转接是UNIX环境高级编程中的一个重要概念,涉及到进程间的数据传输和系统调用的使用。在处理多个描述符的输入输出时,传统的阻塞I/O方式可能导致某些描述符的数据得不到及时处理。例如,一个程序可能需要同时读取终端(如标准输入)并将数据写入调制解调器,同时也要读取调制解调器的数据并写回终端(标准输出)。在这种情况下,简单的阻塞I/O循环就不再适用。
为了克服这个问题,I/O多路转接(通常通过select或poll等系统调用实现)被引入,它允许程序监控多个文件描述符,当任意一个描述符准备好读写时,程序可以非阻塞地进行操作。这种技术在处理并发I/O需求,如网络服务器、实时数据流处理等场景中非常关键。
在《UNIX环境高级编程》中,作者详细讨论了文件系统、文件描述符、路径名、输入输出、进程控制等基础概念,以及标准I/O和无缓冲I/O的区别。书中还提到了C语言的函数原型、指针和系统数据类型,以及错误处理机制。此外,用户标识(如用户ID和组ID)、信号处理、UNIX时间值等系统特性也有所涵盖。
关于UNIX的标准化,书中提到了ANSI C、IEEE POSIX、X/Open XPG3和FIPS 151-1等标准,以及它们与各种UNIX实现(如SVR4和4.3+BSD)的关系。这些标准定义了操作系统接口的一致性,但不同实现可能存在差异和限制,如文件系统的大小限制、系统调用的可用性等。书中还介绍了如何通过函数如sysconf、pathconf和fpathconf来查询这些限制。
在文件I/O部分,深入讲解了open、creat、close、lseek、read、write等核心函数的用法,以及如何考虑I/O效率、文件共享和原子操作。dup和dup2用于复制文件描述符,fcntl则提供了更复杂的文件描述符控制功能,而ioctl用于设备驱动程序的特定控制。此外,还提到了/dev/fd目录在文件描述符管理中的作用。
总而言之,这本书不仅介绍了UNIX系统的基础知识,还深入探讨了高级编程技术,特别是I/O多路转接在处理并发I/O问题上的应用,对于理解UNIX/Linux系统的内部运作和编写高效程序至关重要。"