Linux 中的read系统调用到底是阻塞还是非阻

Linux 中的read系统调用到底是阻塞还是非阻,第1张

所谓阻塞,即当内核发现请求条件不满足时(可能需要产生IO)将调用进程挂起,让出CPU给需要的进程执行,提高效率,调用者进程被阻塞至条件满足时再被唤醒。

我们来深入跟踪read/write系统调用,因为Linux内核中对文件的读写采用了缓存,文件数据按照页面(默认大小为4096字节)为单位缓存在内存中,对于read系统调用,内核会根据应用程序发出的读偏移在缓存中查找所读位置对应的缓存页面是否存在,如果存在,那么万事大吉,只需将数据从缓存页面copy至用户缓冲区即可,但如果此页面尚未被缓存,那么没有别的办法,只能从磁盘上读出该页面数据并缓存在内存中,所谓的读过程,其实文件系统所需做的只是锁定页面,然后构造一个读请求,并将请求发送给底层的IO子系统即可。文件系统发送完请求并不代表该页面已经从磁盘中读出,如果此时read系统调用返回,那就意味着该调用是非阻塞,不等IO完成即返回至调用者,但阅读内核代码发现,文件系统在发送完IO请求后并不立即返回,而是在接下来的流程中去尝试锁定该读页面,因为在前面文件系统发IO请求时页面已经被锁定,因此,如果页面尚未被读出的话,此时锁定的话必然会阻塞,至此,我们就清楚了Linux内核中的read系统调用默认实现是阻塞方式。

shell下输入“man 2 read ” 你先看看。

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count)

意义:从文件描述符fd所指向的文件中读取count个字节的数据到buf所指向的缓存中。

文件描述符是由无符号整数表示的句柄,进程使用它来标识打开的文件。

文件描述符0代表标准文件。

fd是这么来的。

fd=(open或creat成功调用时的返回值)。

我上学是书上就写这么多了。

1,fread是带缓冲的,read不带缓冲.

2,fopen是标准c里定义的,open是POSIX中定义的.

3,fread可以读一个结构.read在linux/unix中读二进制与普通文件没有区别.

4,fopen不能指定要创建文件的权限.open可以指定权限.

5,fopen返回指针,open返回文件描述符(整数).

6,linux/unix中任何设备都是文件,都可以用open,read.

如果文件的大小是8k。

你如果用read/write,且只分配了2k的缓存,则要将此文件读出需要做4次系统调用来实际从磁盘上读出。

如果你用fread/fwrite,则系统自动分配缓存,则读出此文件只要一次系统调用从磁盘上读出。

也就是用read/write要读4次磁盘,而用fread/fwrite则只要读1次磁盘。效率比read/write要高4倍。

如果程序对内存有限制,则用read/write比较好。

都用fread 和fwrite,它自动分配缓存,速度会很快,比自己来做要简单。如果要处理一些特殊的描述符,用read 和write,如套接口,管道之类的

系统调用write的效率取决于你buf的大小和你要写入的总数量,如果buf太小,你进入内核空间的次数大增,效率就低下。而fwrite会替你做缓存,减少了实际出现的系统调用,所以效率比较高。

如果只调用一次(可能吗?),这俩差不多,严格来说write要快一点点(因为实际上fwrite最后还是用了write做真正的写入文件系统工作),但是这其中的差别无所谓。

open(打开文件)

相关函数

read,write,fcntl,close,link,stat,umask,unlink,fopen

表头文件

#include<sys/types.h>

#include<sys/stat.h>

#include<fcntl.h>

定义函数

int open( const char * pathname, int flags)

int open( const char * pathname,int flags, mode_t mode)

函数说明

参数pathname 指向欲打开的文件路径字符串。下列是参数flags 所能使用的旗标:

O_RDONLY 以只读方式打开文件

O_WRONLY 以只写方式打开文件

O_RDWR 以可读写方式打开文件。上述三种旗标是互斥的,也就是不可同时使用,但可与下列的旗标利用OR(|)运算符组合。

O_CREAT 若欲打开的文件不存在则自动建立该文件。

O_EXCL 如果O_CREAT 也被设置,此指令会去检查文件是否存在。文件若不存在则建立该文件,否则将导致打开文件错误。此外,若O_CREAT与O_EXCL同时设置,并且欲打开的文件为符号连接,则会打开文件失败。

O_NOCTTY 如果欲打开的文件为终端机设备时,则不会将该终端机当成进程控制终端机。

O_TRUNC 若文件存在并且以可写的方式打开时,此旗标会令文件长度清为0,而原来存于该文件的资料也会消失。

O_APPEND 当读写文件时会从文件尾开始移动,也就是所写入的数据会以附加的方式加入到文件后面。

O_NONBLOCK 以不可阻断的方式打开文件,也就是无论有无数据读取或等待,都会立即返回进程之中。

O_NDELAY 同O_NONBLOCK。

O_SYNC 以同步的方式打开文件。

O_NOFOLLOW 如果参数pathname 所指的文件为一符号连接,则会令打开文件失败。

O_DIRECTORY 如果参数pathname 所指的文件并非为一目录,则会令打开文件失败。

此为Linux2.2以后特有的旗标,以避免一些系统安全问题。参数mode 则有下列数种组合,只有在建立新文件时才会生效,此外真正建文件时的权限会受到umask值所影响,因此该文件权限应该为(mode-umaks)。

S_IRWXU00700 权限,代表该文件所有者具有可读、可写及可执行的权限。

S_IRUSR 或S_IREAD,00400权限,代表该文件所有者具有可读取的权限。

S_IWUSR 或S_IWRITE,00200 权限,代表该文件所有者具有可写入的权限。

S_IXUSR 或S_IEXEC,00100 权限,代表该文件所有者具有可执行的权限。

S_IRWXG 00070权限,代表该文件用户组具有可读、可写及可执行的权限。

S_IRGRP 00040 权限,代表该文件用户组具有可读的权限。

S_IWGRP 00020权限,代表该文件用户组具有可写入的权限。

S_IXGRP 00010 权限,代表该文件用户组具有可执行的权限。

S_IRWXO 00007权限,代表其他用户具有可读、可写及可执行的权限。

S_IROTH 00004 权限,代表其他用户具有可读的权限

S_IWOTH 00002权限,代表其他用户具有可写入的权限。

S_IXOTH 00001 权限,代表其他用户具有可执行的权限。

返回值

若所有欲核查的权限都通过了检查则返回0 值,表示成功,只要有一个权限被禁止则返回-1。

错误代码

EEXIST 参数pathname 所指的文件已存在,却使用了O_CREAT和O_EXCL旗标。

EACCESS 参数pathname所指的文件不符合所要求测试的权限。

EROFS 欲测试写入权限的文件存在于只读文件系统内。

EFAULT 参数pathname指针超出可存取内存空间。

EINVAL 参数mode 不正确。

ENAMETOOLONG 参数pathname太长。

ENOTDIR 参数pathname不是目录。

ENOMEM 核心内存不足。

ELOOP 参数pathname有过多符号连接问题。

EIO I/O 存取错误。

open(打开文件)

相关函数 read,write,fcntl,close,link,stat,umask,unlink,fopen

表头文件 #include<sys/types.h>

#include<sys/stat.h>

#include<fcntl.h>

定义函数 int open( const char * pathname, int flags)

int open( const char * pathname,int flags, mode_t mode)

函数说明 参数pathname 指向欲打开的文件路径字符串。下列是参数flags 所能使用的旗标:

O_RDONLY 以只读方式打开文件

O_WRONLY 以只写方式打开文件

O_RDWR 以可读写方式打开文件。上述三种旗标是互斥的,也就是不可同时使用,但可与下列的旗标利用OR(|)运算符组合。

O_CREAT 若欲打开的文件不存在则自动建立该文件。

O_EXCL 如果O_CREAT 也被设置,此指令会去检查文件是否存在。文件若不存在则建立该文件,否则将导致打开文件错误。此外,若O_CREAT与O_EXCL同时设置,并且欲打开的文件为符号连接,则会打开文件失败。

O_NOCTTY 如果欲打开的文件为终端机设备时,则不会将该终端机当成进程控制终端机。

O_TRUNC 若文件存在并且以可写的方式打开时,此旗标会令文件长度清为0,而原来存于该文件的资料也会消失。

O_APPEND 当读写文件时会从文件尾开始移动,也就是所写入的数据会以附加的方式加入到文件后面。

O_NONBLOCK 以不可阻断的方式打开文件,也就是无论有无数据读取或等待,都会立即返回进程之中。

O_NDELAY 同O_NONBLOCK。

O_SYNC 以同步的方式打开文件。

O_NOFOLLOW 如果参数pathname 所指的文件为一符号连接,则会令打开文件失败。

O_DIRECTORY 如果参数pathname 所指的文件并非为一目录,则会令打开文件失败。

此为Linux2.2以后特有的旗标,以避免一些系统安全问题。参数mode 则有下列数种组合,只有在建立新文件时才会生效,此外真正建文件时的权限会受到umask值所影响,因此该文件权限应该为(mode-umaks)。

S_IRWXU00700 权限,代表该文件所有者具有可读、可写及可执行的权限。

S_IRUSR 或S_IREAD,00400权限,代表该文件所有者具有可读取的权限。

S_IWUSR 或S_IWRITE,00200 权限,代表该文件所有者具有可写入的权限。

S_IXUSR 或S_IEXEC,00100 权限,代表该文件所有者具有可执行的权限。

S_IRWXG 00070权限,代表该文件用户组具有可读、可写及可执行的权限。

S_IRGRP 00040 权限,代表该文件用户组具有可读的权限。

S_IWGRP 00020权限,代表该文件用户组具有可写入的权限。

S_IXGRP 00010 权限,代表该文件用户组具有可执行的权限。

S_IRWXO 00007权限,代表其他用户具有可读、可写及可执行的权限。

S_IROTH 00004 权限,代表其他用户具有可读的权限

S_IWOTH 00002权限,代表其他用户具有可写入的权限。

S_IXOTH 00001 权限,代表其他用户具有可执行的权限。

返回值 若所有欲核查的权限都通过了检查则返回0 值,表示成功,只要有一个权限被禁止则返回-1。

错误代码 EEXIST 参数pathname 所指的文件已存在,却使用了O_CREAT和O_EXCL旗标。

EACCESS 参数pathname所指的文件不符合所要求测试的权限。

EROFS 欲测试写入权限的文件存在于只读文件系统内。

EFAULT 参数pathname指针超出可存取内存空间。

EINVAL 参数mode 不正确。

ENAMETOOLONG 参数pathname太长。

ENOTDIR 参数pathname不是目录。

ENOMEM 核心内存不足。

ELOOP 参数pathname有过多符号连接问题。

EIO I/O 存取错误。

附加说明 使用access()作用户认证方面的判断要特别小心,例如在access()后再作open()空文件可能会造成系统安全上的问题。

范例 #include<unistd.h>

#include<sys/types.h>

#include<sys/stat.h>

#include<fcntl.h>

main()

{

int fd,size

char s [ ]=”Linux Programmer!\n”,buffer[80]

fd=open(“/tmp/temp”,O_WRONLY|O_CREAT)

write(fd,s,sizeof(s))

close(fd)

fd=open(“/tmp/temp”,O_RDONLY)

size=read(fd,buffer,sizeof(buffer))

close(fd)

printf(“%s”,buffer)

}

执行 Linux Programmer!


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原文地址: http://outofmemory.cn/yw/7229871.html

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