掌握UNIX高级I/O：非阻塞、锁机制与多路I/O

本章节深入探讨了UNIX高级I/O技术，这些技术对于理解系统性能优化和高效编程至关重要。主要内容包括： 1. 非阻塞I/O：非阻塞I/O是一种避免I/O操作导致进程长时间阻塞的技术。通过在调用open()函数时设置O_NONBLOCK标志，或者使用fcntl()函数改变文件描述符的属性，可以确保操作不会永远阻塞。当数据不可用时，非阻塞I/O会立即返回错误，而不是让进程挂起。 2. 记录锁：在处理对文件的并发访问时，记录锁（file locking）用于防止多个进程同时修改同一数据，保证数据一致性。这对于数据库操作和多线程环境尤其重要。 3. 系统V流机制：系统V流（System V Streams）是UNIX系统中的一种I/O抽象，它提供了对文件、管道和套接字等不同类型的统一处理，支持异步I/O和缓冲管理。 4. I/O多路复用：select和poll函数是实现I/O多路转接的关键工具，它们允许一个进程监视多个文件描述符，一旦某个描述符上有数据可读或写入，进程就会被唤醒，提高了I/O效率。 5. readv()和writev()函数：这两个函数提供了向多个缓冲区同时读写数据的能力，减少了系统调用次数，提高了性能。 6. 存储映射I/O（mmap）：这是一种内存映射文件的技术，允许应用程序直接操作文件的内存映像，这对于内存效率和性能优化有显著作用，特别是在大型数据结构和文件处理中。 7. 进程间通信（IPC）：尽管第14章和第15章专门讨论进程间通信，但高级I/O技术在这部分的应用十分广泛。例如，通过管道、消息队列、共享内存等方式，进程间的通信依赖于对这些概念的理解。 8. 低速系统调用与非阻塞I/O的对比：低速系统调用可能导致进程阻塞，非阻塞I/O则提供了一种更灵活的方式来处理I/O操作，减少资源浪费和提高响应时间。 通过学习和掌握这些技术，程序员能够编写出更加高效和可扩展的UNIX应用程序，适应现代系统对并发和性能的需求。后续章节中的示例和实践应用将充分展示这些高级I/O技术的使用场景。