异步IO原理及相应函数

Posted 2020-08-15 涛少&

何为异步IO？

(1)几乎可以认为：异步IO就是操作系统用软件实现的一套中断响应系统。
(2)异步IO的工作方法是：我们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。其实所有的信号
都是软件实现的一种中断机制，所以异步IO其实就是利用了信号这种软件中断机制来工作
的,工作流程如下：
1）：设置设备文件fd具有接收IO的功能
2）：设置异步IO事件的接收进程
3）：注册信号处理函数（也就是绑定）

 

涉及的函数：
(1)fcntl（F_GETFL、F_SETFL、O_ASYNC、F_SETOWN）
F_GETFL：获取设备文件fd的操作属性
F_SETFL：设置设备文件fd的操作属性
O_ASYNC：用来设置fd具有可接收异步IO信号的功能
F_SETOWN：设置异步IO事件的接收进程
(2)signal或者sigaction（SIGIO）

 

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>

#define FILE "/dev/input/mouse0"

static int fd = -1;

static inline void funcIO(int sig);

 

int main(void)
{
int flag = -1;
int sig_ret = -1;
int read_ret = -1;
char buf[100] = {0};
struct sigaction sig = {
.sa_handler = funcIO,
};

//打开设备文件
fd = open(FILE, O_RDONLY);
if (-1 == fd)
{
perror("open error");
exit(-1);
}

//把鼠标的fd设置为可接收异步IO信号
flag = fcntl(fd, F_GETFL); //读出fd的属性
flag |= O_ASYNC; //添加O_ASYNC属性，使之具有可接收异步IO信号
fcntl(fd, F_SETFL, flag); //设置属性

//设置当前进程为异步IO事件的接收进程
fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());

//绑定异步IO事件处理函数
sig_ret = sigaction(SIGIO, &sig, NULL); //表示不获取旧的处理函数
if (-1 == sig_ret)
{
perror("sigaction error");
exit(-1);
}

/*
//键盘以阻塞的方式
read(0, buf, sizeof(buf)/2);
printf("读出的键盘的数据: %s.\n", buf);
*/


while (1)
{
memset(buf, 0, sizeof(buf));
read_ret = read(0, buf, sizeof(buf)/2);
if (0 < read_ret)
{
printf("读出的键盘的数据: %s.\n", buf);
}
}


//关闭文件描述符
close(fd);

return 0;
}

static inline void funcIO(int sig)
{
char buf[100] = {0};

if (SIGIO != sig)
return;
read(fd, buf, sizeof(buf)/2);
printf("读出的鼠标的数据: %s.\n", buf);
}