UNIX高级编程:非阻塞IO与I/O多路复用

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"UNIX环境高级编程12"是一本经典的Linux开发教程,专注于高级I/O编程,深入讲解了如何在Unix/Linux系统中进行高效、非阻塞的I/O操作。章节12主要涵盖了以下几个关键知识点: 1. 非阻塞I/O:非阻塞I/O是Unix/Linux系统中的一项重要特性,它允许程序在I/O操作无法立即完成时,不会被阻塞,而是立即返回错误或控制权,让程序能够执行其他任务。这对于处理大量并发请求、提高系统性能至关重要。非阻塞I/O可以通过两种方式实现:在open()时指定O_NONBLOCK标志,或者在打开后通过fcntl()函数修改文件描述符的标志。 2. 系统V流机制:这是另一种高级I/O模型,提供了更为灵活的数据流管理,包括select和poll函数,它们允许程序监控多个描述符的状态变化,而不是一直等待单个描述符的操作完成。这对于处理多个输入源或输出目的地非常有用。 3. I/O多路转接:select和poll函数是实现I/O多路转接的核心工具,它们通过选择集(file descriptor set)来管理多个描述符,使得程序能够同时处理多个事件,提高了效率。 4. readv()和writev()函数:这两个函数允许一次性读写多个缓冲区,进一步提升了I/O性能,特别是在处理大数据块或网络通信时。 5. 存储映射I/O (mmap):这是一种内存映射技术,允许应用程序直接访问文件内容,无需先将其加载到用户空间,这在处理大文件和内存映射文件系统(如Berkeley DB)中十分常见。 6. 进程间通信 (IPC):尽管第14章和后续章节并未详细介绍,但提到这些概念会在后续内容中使用,说明非阻塞I/O是许多高级进程间通信策略的基础,如信号、消息队列、共享内存等。 7. 限制与注意事项:非阻塞I/O并非万能,有些系统调用(如打开带有强制性记录锁的文件、某些I/O控制指令等)依然可能导致阻塞。理解这些特性和潜在问题对于正确使用非阻塞I/O至关重要。 掌握这些内容,可以提升程序员在Linux环境下编写高性能、并发性高的程序的能力,对于理解并应用Unix/Linux系统的底层机制具有重要意义。