信号驱动 IO

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信号驱动 IO

信号驱动 IO（Signal-driven I/O）是一种非阻塞的输入输出模型，它允许进程继续执行，直到一个信号表明数据已经准备好了。这种模型与传统的阻塞 IO 或者轮询 IO 相比，可以提高程序的效率，因为它允许程序在等待 IO 操作完成时执行其他任务。

工作原理

在信号驱动 IO 模型中，进程首先会对一个或多个 IO 操作进行设置，告诉操作系统当数据准备好时发送一个信号。然后，进程可以继续执行其他任务。当数据准备好了，操作系统会发送一个信号给进程，进程随后可以处理这些数据。

优点

  • 非阻塞： 进程不需要在 IO 操作完成前阻塞等待。
  • 效率： 允许进程在等待 IO 时执行其他任务，提高了资源的利用率。
  • 响应性： 由于进程可以立即响应 IO 准备好的信号，因此可以快速处理 IO 事件。

缺点

  • 复杂性： 信号处理通常比阻塞 IO 更复杂，需要更仔细的编程来处理信号。
  • 可移植性问题： 不同的操作系统对信号的支持可能不同，这可能会导致可移植性问题。

示例

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <signal.h>

void signal_handler(int signum) {
    // 信号处理逻辑
    printf(" 数据已准备好，可以进行 IO 操作 \n");
    // 进行 IO 读写操作
}

int main() {
    // 设置信号处理函数
    signal(SIGIO, signal_handler);

    int fd = open("/path/to/file", O_RDONLY | O_NONBLOCK);
    // 设置文件描述符为异步模式
    fcntl(fd, F_SETFL, O_ASYNC);

    // 告诉操作系统当文件描述符准备好时发送 SIGIO 信号
    fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());

    // 继续执行其他任务...
    while (1) {
        // 执行其他任务
    }

    close(fd);
    return 0;
}

在上面的示例中，我们首先设置了一个信号处理函数 signal_handler 来处理 SIGIO 信号。然后，我们打开一个文件，并将其设置为非阻塞和异步模式。我们使用 fcntl 函数告诉操作系统，当文件描述符准备好时发送 SIGIO 信号给当前进程。最后，进程进入一个循环，执行其他任务，直到信号到来。