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发布时间:2021-02-04 16:29:40 所属栏目:动态 来源:互联网
导读:调用epoll_create,会在内核cache里建个红黑树用于存储以后epoll_ctl传来的socket,同时也会再建立一个rdllist双向链表用于存储准备就绪的事件。当epoll_wait调用时,仅查看这个rdllist双向链表数据即可 epoll_ctl在向epoll对象中添加、修改、删除事件时,是
  • 调用epoll_create,会在内核cache里建个红黑树用于存储以后epoll_ctl传来的socket,同时也会再建立一个rdllist双向链表用于存储准备就绪的事件。当epoll_wait调用时,仅查看这个rdllist双向链表数据即可
  • epoll_ctl在向epoll对象中添加、修改、删除事件时,是在rbr红黑树中操作的,非常快
  • 添加到epoll中的事件会与设备(如网卡)建立回调关系,设备上相应事件的发生时会调用回调方法,把事件加进rdllist双向链表中;这个回调方法在内核中叫做ep_poll_callback

1)使用copy_from_user从用户空间拷贝fd_set到内核空间

2)注册回调函数__pollwait

3)遍历所有fd,调用其对应的poll方法(对于socket,这个poll方法是sock_poll,sock_poll根据情况会调用到tcp_poll,udp_poll或者datagram_poll)

4)以tcp_poll为例,其核心实现就是__pollwait,也就是上面注册的回调函数

5)__pollwait的主要工作就是把current(当前进程)挂到设备的等待队列中,不同的设备有不同的等待队列,对于tcp_poll来说,其等待队列是sk->sk_sleep(注意把进程挂到等待队列中并不代表进程已经睡眠了)。在设备收到一条消息(网络设备)或填写完文件数据(磁盘设备)后,会唤醒设备等待队列上睡眠的进程,这时current便被唤醒了

6)poll方法返回时会返回一个描述读写操作是否就绪的mask掩码,根据这个mask掩码给fd_set赋值

7)如果遍历完所有的fd,还没有返回一个可读写的mask掩码,则会调用schedule_timeout是调用select的进程(也就是current)进入睡眠

8) 当设备驱动发生自身资源可读写后,会唤醒其等待队列上睡眠的进程。如果超过一定的超时时间(timeout指定),还是没人唤醒,则调用select的进程会重新被唤醒获得CPU,进而重新遍历fd,判断有没有就绪的fd

9)把fd_set从内核空间拷贝到用户空间

select的缺点

每次调用select,都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态,这个开销在fd很多时会很大

同时每次调用select都需要在内核遍历传递进来的所有fd,这个开销在fd很多时也很大

select支持的文
 

  • 需要提供一个信号捕捉函数,并和socket套接字关联;发起sigaction调用之后进程就能解放去处理其他事
  • 当数据在内核准备好后,进程会收到一个SIGIO信号,继而中断去运行信号捕捉函数,调用recvfrom把数据从内核读取到用户空间,再处理数据
  • 可以看出用户进程是不会阻塞在R1阶段,但R2还是会阻塞等待

异步IO (POSIX的aio_系列函数)
 

  • 一般后端服务都会存在大量的socket连接,如果一次能查询多个套接字的读写状态,若有任意一个准备好,那就去处理它,效率会高很多。这就是“I/O多路复用”,多路是指多个socket套接字,复用是指复用同一个进程
  • linux提供了select、poll、epoll等多路复用I/O的实现方式
  • select或poll、epoll是阻塞调用
  • 与阻塞IO不同,select不会等到socket数据全部到达再处理,而是有了一部分socket数据准备好就会恢复用户进程来处理。怎么知道有一部分数据在内核准备好了呢?答案:交给了系统系统处理吧
  • 进程在R1、R2阶段也是阻塞;不过在R1阶段有个技巧,在多进程、多线程编程的环境下,我们可以只分配一个进程(线程)去阻塞调用select,其他线程不就可以解放了吗

信号驱动式I/O (SIGIO)

 

(编辑:长春站长网)

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