前面有提到IO的多路复用,解决了阻塞式访问的困境。这里再介绍一种解决方法——异步IO
1、异步IO的实现原理很想硬件上的中断。异步IO就是操作系统用软件实现的一套中断响应系统,工作方法是当前进程注册一个异步IO事件(使用signal注册一个信号SIGIO的处理函数),然后当前进程可以正常处理自己的事情,当异步事件发生后当前进程会收到一个SIGIO信号从而执行绑定的处理函数去处理这个异步事件。
涉及的函数:
- fcntl函数
所需头文件 | #include <unistd.h> #include <fcntl.h> |
|
函数原型 | int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ ); | |
函数传入值 | fd:文件描述符 | |
cmd:命令 | 复制一个现有的文件描述符:F_DUPFD | |
获取或设置文件描述符标记:F_GETFD、F_SETFD | ||
获取或设置文件状态标记:F_GETFL、F_SETFL | ||
获取或设置锁:F_SETLK、F_SETLKW、F_GETLK | ||
获取或设置异步IO所有权:F_GETOWN、F_SETOWN、F_GETSIG、F_SETSIG | ||
lease、File and directory change notification等等,具体查看man手册 | ||
...:可变参数 | ||
函数返回值 | 成功:>=0,根据cmd的取值返回不同的含义值 | |
失败:返回-1 |
实现异步IO使用到的cmd是F_GETFL、F_SETFL、F_SETOWN、O_ASYNC
- signal函数(或者使用sigaction)
所需头文件 | #include <signal.h> | |
函数原型 | typedef void (*sighandler_t)(int); sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler); |
|
函数传入值 | signum:指明了所要处理的信号类型,它可以取除了SIGKILL和SIGSTOP外的任何一种信号 | |
handler:描述了与信号关联的动作,它可以取三种值: | SIG_IGN:这个符号表示忽略该信号 | |
SIG_DFL:这个符号表示恢复对信号的系统默认处理。不写此处理函数默认也是执行系统默认操作 | ||
func(返回值类型为sighandler_t的函数名):接收到信号后,执行指定的处理方式 | ||
函数返回值 | 成功:返回先前的信号处理函数指针 |
|
失败:返回SIG_ERR(-1) |
func函数必须在signal()被调用前申明,handler中为这个函数的名字。当接收到一个类型为sig的信号时,就执行handler 所指定的函数。(int)signum是传递给它的唯一参数。执行了signal()调用后,进程只要接收到类型为sig的信号,不管其正在执行程序的哪一部分,就立即执行func()函数。当func()函数执行结束后,控制权返回进程被中断的那一点继续执行。
signal()会依参数signum 指定的信号编号来设置该信号的处理函数。当指定的信号到达时就会跳转到参数handler指定的函数执行。当一个信号的信号处理函数执行时,如果进程又接收到了该信号,该信号会自动被储存而不会中断信号处理函数的执行,直到信号处理函数执行完毕再重新调用相应的处理函数。但是如果在信号处理函数执行时进程收到了其它类型的信号,该函数的执行就会被中断。
2、这里依然用鼠标键盘的例子进行说明
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <signal.h>
int mousefd = -1;
// 绑定到SIGIO信号,在函数内处理异步通知事件
void func(int sig)
{
char buf[200] = {0};
if (sig != SIGIO)
return;
read(mousefd, buf, 50);
printf("鼠标读出的内容是:[%s].\n", buf);
}
int main(void)
{
// 读取鼠标
char buf[200];
int flag = -1;
mousefd = open("/dev/input/mouse1", O_RDONLY);
if (mousefd < 0)
{
perror("open:");
return -1;
}
// 把鼠标的文件描述符设置为可以接受异步IO
flag = fcntl(mousefd, F_GETFL);
flag |= O_ASYNC;
fcntl(mousefd, F_SETFL, flag);
// 把异步IO事件的接收进程设置为当前进程
fcntl(mousefd, F_SETOWN, getpid());
// 注册当前进程的SIGIO信号捕获函数
signal(SIGIO, func);
// 读键盘
while (1)
{
memset(buf, 0, sizeof(buf));
//printf("before 键盘 read.\n");
read(0, buf, 5);
printf("键盘读出的内容是:[%s].\n", buf);
}
return 0;
}