《Linux高性能服务器编程》--高级I/O函数

目录

1--Pipe()

2--dup() 和 dup2()

3--readv() 和 writev()

4--sendfile()

5--mmap() 和 munmap()

6--spice()

7--tea()

8--fcntl()

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1--Pipe()

#include <unistd.h>
int pipe(int fd[2]);
// 成功返回0，失败返回-1

        pipe() 函数可用于创建一个管道，以实现线程间通信；

        fd[0] 和 fd[1] 分别构成管道的两端，fd[0] 只能用于从管道读出数据，fd[1] 只能用于往管道写入数据；因此要实现双向数据传输，必须使用两个管道；

        fd[0] 和 fd[1] 是阻塞的，当读取空管道时，会阻塞直到有数据，同理当写入满管道时，会阻塞直到管道有空间（默认管道容量为 65536 字节）；

        如果写端 fd[1] 的引用计数减少至 0，即没有线程往管道写入数据时，读取 fd[0] 将返回 0，即读到 EOF；如果读端 fd[0] 的引用计数减少至 0，即没有任何进程从管道读取数据时，写入 fd[1] 将失败，并引发 SIGPIPE 信号；

#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
int socketpair(int domain, int type, int protocol, int fd[2]);
// 创建双向管道，成功时返回0，失败时返回-1，fd[0]和fd[1]可读可写；

2--dup() 和 dup2()

#include <unistd.h>
// 类似于复制 file_descriptor
int dup(int file_descriptor);
// 类似于复制 descriptor_one，返回的fd >= file_descriptor_two
int dup2(int file_descriptor_one, int file_descriptor_two);

        dup() 和 dup2() 用于创建一个新的文件描述符，新文件描述符和原有文件描述符指向相同的文件、管道或网络连接；

3--readv() 和 writev()

#include <sys/uio.h>
// 分散读，可能会读多次，返回读取的字节数
ssize_t readv(int fd, const struct iovec* vector, int count);
// 集中写，返回写入的字节数
ssize_t writev(int fd, const struct iovec* vector, int count);

4--sendfile()

#include <sys/sendfile.h>
ssize_t sendfile(int out_fd, int in_fd, off_t* offset, size_t count);
// 成功返回传输的字节数，失败返回 -1

        sendfile() 在两个文件描述符之间直接传递数据（完全在内核中操作），完全避免了内核缓冲区和用户缓冲区之间的数据拷贝，被称为零拷贝；

        in_fd 表示待读出内容的文件描述符，其必须指向真实的文件，不能是管道和 socket；out_fd 必须是一个 socket；

5--mmap() 和 munmap()

#include <sys/mman.h>
void* mmap(void *start, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
int munmap(void *start, size_t length);

        mmap() 用于申请一段内存空间，其可作为进程间通信的共享内存，也可以将文件直接映射到内存空间中；munmap() 用于释放由 mmap 创建的内存空间；

6--spice()

#include <fcntl.h>
ssize_t splice(int fd_in, loff_t* off_in, int fd_out, loff_t* off_out, size_t len, unsigned int flags);

        splice() 用于在两个文件描述符之间移动数据（零拷贝）；

        fd_in 和 fd_out 必须至少有一个是管道文件描述符；

7--tea()

#include <fcntl.h>
ssize_t tee(int fd_in, int fd_out, size_t len, unsigned int flags);

        tea() 用于在两个管道文件描述符之间复制数据（零拷贝）；tea() 不消耗数据（复制），因此源文件描述符的数据仍保留；

8--fcntl()

#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd, ...);

        fcntl() 提供了对文件描述符的各种控制操作；