C++ Socket（六）

1、主要的IO模式

IO模式是指从socket中读写数据（特别是读）的方式，常见的IO模式有

1.1 阻塞IO模型

当用户进程调用读取函数（如recvmsg()）时，内核将阻塞用户进程直至有足够数据达到读取函数才返回。

1.2 非阻塞IO模型

当用户进程调用读取函数（如recvmsg()）时，内核立即返回数据（没有数据的话就返回错误信息）给用户进程（即读取函数将立即返回）。

这样的模型需要用户程序反复尝试多次（一般使用轮询）才能读到数据，非常浪费CUP资源，所以非阻塞IO模型用的不多。

1.3 IO复用模型

基于阻塞方式，但可以同时等待多个socket（即复用），当一个或者多个socket状态有变化（或者超时）时从阻塞状态返回，转而处理获取的IO数据。

1.4 信号驱动IO模型

前面1.1~1.3都是以同步的方式处理IO。信号驱动IO模型则提供异步的方式处理IO。

在用户进程一开始就注册监听特定信号。当IO准备就绪之后内核会发出这个信号，此时用户进程便可以以异步的方式处理读取IO。

1.5 异步IO模型

与1.4类似，不同的地方是，1.4是在IO准备就绪（有足够数据达到）时内核发送信号，而1.5是在用户进程完成数据读取后内核发送信号。

socket默认是阻塞方式的（无论是连接接入如accept还是数据读取recvmsg），可以通过fcntl函数实现对socket的控制使其变为非阻塞方式或者信号驱动方式。

2、IO复用模型应用

2.1 select/pselect

在调用读取函数（如recvmsg()）之前可以先调用select/pselect函数对socket集合执行查询。这样就可以保证所操作的socket集合符合操作条件。

2.1 poll/ppoll

2.1.1 poll

#include<poll.h>int poll (struct pollfd *__fds, nfds_t __nfds, int __timeout);

参数含义如下：

__fds：指向pollfd数组的指针，pollfd数据结构里存放一个需要监视的socket和对应的监视条件

__nfds：需要监视的socket最大数目+1

__timeout：超时时间，单位是ms，负值表示永远等待

返回值：大于0，成功，返回值为满足某些监视条件的socket数目；0超时；-1错误，错误代码如下：

/* Data structure describing a polling request.  */struct pollfd  {    int fd;/* File descriptor to poll.  */    short int events;/* Types of events poller cares about.  */    short int revents;/* Types of events that actually occurred.  */  };

成员数据含义如下：

fd：监视的socket

events：输入的监视事件

revents：输出的监视事件

events/revents值和含义如下

2.1.2 ppoll

与poll相比，有如下不同

1、超时时间单位是纳秒

2、可以在处理过程中临时挂接信号掩码