文件I/O方式比较

1.阻塞式文件I/O

进程从调用函数开始,直到返回这段时间都处于阻塞状态。

【linux高级程序设计】(第十四章)TCP高级应用-LMLPHP

2.非阻塞式文件I/O

如果当前没有数据可操作,将不阻塞当前进程,而是立即返回一个错误信息。需要反复尝试。

【linux高级程序设计】(第十四章)TCP高级应用-LMLPHP

3.多路复用I/O

仍然是阻塞方式等待,但是可以同时等待多个文件描述符。

【linux高级程序设计】(第十四章)TCP高级应用-LMLPHP

4.信号驱动I/O

异步方式,等到数据准备好后通知处理进程,不需要重复询问,效率高。

【linux高级程序设计】(第十四章)TCP高级应用-LMLPHP

I/O阻塞与非阻塞操作

阻塞方式:默认情况下read/write和 把flag设为0的recv/send

非阻塞方式:如果没有数据,立刻返回-1表示失败,并修改系统全局变量errno的值为EAGAIN,表示数据未准备好。

      通过设置recv的MSG_DONTWAIT标志可以实现。如果设置socket的文件描述符的属性为非阻塞,将导致后续所有针对该文件描述符的操作都为非阻塞。

例子:

服务器端:接收非阻塞,发送阻塞。 可以连续发送多条。如果对方发送的很多数据过来,也会一次性接收。

客户端:发送、接收都阻塞。这个例子里面,接收端一定是收一条、发一条这样交替着的。如果服务器发送了多条,则会分开接收到。

奇怪:这个例子里面,接收端也绑定了自己的地址,而之前的例子里却没有绑定。两者都实现了通信,为什么呢?

服务器代码:

#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#define BUFSIZE 128 int main(int argc, char *argv[])
{
int server_sockfd, client_sockfd;
int server_len, client_len;
struct sockaddr_in server_address;
struct sockaddr_in client_address;
int i, byte;
char char_send[BUFSIZE];
//创建socket对象 阻塞
server_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, );
server_address.sin_family = AF_INET;
//从argv[1]提取IP地址
if(inet_aton(argv[],(struct in_addr*)&server_address.sin_addr.s_addr) == )
{
perror(argv[]);
exit(EXIT_FAILURE);
}
server_address.sin_port = htons(); //使用特定端口
server_len = sizeof(server_address);
//绑定IP信息
bind(server_sockfd, (struct sockaddr *)&server_address, server_len);
//监听网络
listen(server_sockfd, );
printf("server waiting for connect\n");
client_len = sizeof(client_address);
//等待连接
client_sockfd = accept(server_sockfd, (struct sockaddr *)&client_address,(socklen_t *)&client_len);
for(i = ; i < ; i++)
{
memset(char_send, '\0', BUFSIZE);
printf("input message to send:");
fgets(char_send, BUFSIZE, stdin); //阻塞在终端,接收用户输入数据
//发送
if((byte = send(client_sockfd, char_send, strlen(char_send), )) == -)
{
perror("send");
exit(EXIT_FAILURE);
}
memset(char_send, '\0', BUFSIZE);
//非阻塞接收
byte = recv(client_sockfd, char_send, BUFSIZE, MSG_DONTWAIT);
if(byte > )
{
printf("get %d message:%s", byte, char_send);
byte = ;
}
else if(byte < )
{
if(errno == EAGAIN)
{
errno = ;
continue;
}
else
{
perror("recv");
exit(EXIT_FAILURE);
}
}
}
//关闭socket对象
shutdown(client_sockfd, );
shutdown(server_sockfd, );
}

客户端代码:

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
#include<sys/socket.h>
#include<resolv.h>
#include<stdlib.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#define MAXBUF 128
int main(int argc, char **argv)
{
int sockfd, ret, i;
struct sockaddr_in dest, mine;
char buffer[MAXBUF + ];
//创建socket对象
if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, )) < )
{
perror("Socket");
exit(EXIT_FAILURE);
}
bzero(&dest, sizeof(dest));
dest.sin_family = AF_INET;
dest.sin_port = htons(); //服务器的特定端口,与服务器端设置一致
//获取服务器IP地址,由argv[1]指定
if(inet_aton(argv[], (struct in_addr *)&dest.sin_addr.s_addr) == )
{
perror(argv[]);
exit(EXIT_FAILURE);
}
bzero(&mine, sizeof(mine));
mine.sin_family = AF_INET;
mine.sin_port = htons(); //本地端口
//本地IP地址,由argv[2]指定
if(inet_aton(argv[], (struct in_addr *)&mine.sin_addr.s_addr) == )
{
perror(argv[]);
exit(EXIT_FAILURE);
}
//绑定自己的IP地址信息
if(bind(sockfd, (struct sockaddr *)&mine, sizeof(struct sockaddr)) == -)
{
perror("bind");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//发起连接
if(connect(sockfd, (struct sockaddr *)&dest, sizeof(dest)) != )
{
perror("Connect");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//设置sockfd描述符为非阻塞
if(fcntl(sockfd, F_SETFL, O_NONBLOCK) == -)
{
perror("fcntl");
exit(EXIT_FAILURE);
}
while()
{
bzero(buffer, MAXBUF + );
//接收
ret = recv(sockfd, buffer, MAXBUF, ); //因为设置socket非阻塞,故此操作非阻塞
if(ret > )
{
printf("get %d message:%s", ret, buffer);
ret = ;
}
else if(ret < )
{
if(errno == EAGAIN)
{
errno = ;
continue;
}
else
{
perror("recv");
exit(EXIT_FAILURE);
}
}
memset(buffer, '\0', MAXBUF + );
printf("input message to send:");
fgets(buffer, MAXBUF, stdin); //在接收到数据后阻塞在终端,向对方发
if((ret = send(sockfd, buffer, strlen(buffer), )) == -) //发送数据
{
perror("send");
exit(EXIT_FAILURE);
}
}
close(sockfd);
return ;
}

我在同一台虚拟机的不同终端做实验

服务器端结果:

【linux高级程序设计】(第十四章)TCP高级应用-LMLPHP

客户端结果:

【linux高级程序设计】(第十四章)TCP高级应用-LMLPHP

分析一下这个代码:

服务器端

for循环只有5次,且发送数据阻塞,意味着一定是发送一次消息后,i才会加1,故一共能发送5条消息。

接收是非阻塞,且在发送后面。即如果有客户端发来的的信息,在服务器发送消息后,能够接收到客户端信息。但是如果没有,服务器端直接continue。即接收的消息会少于5条。

其实非阻塞的意思就是代码直接返回错误,具体后面怎么处理,是我们自己写代码决定的。

客户端

接收数据非阻塞,但是接收数据在发送数据前面,且接收数据失败后会直接continue, 这导致如果接收数据失败则在当前循环下无法发送数据。故客户端的效果一定是接收一条,发送一条这样交替的。

发送数据非阻塞,但是因为fgets会阻塞在终端,所以看不出发送的非阻塞效果。

05-11 21:53