poll

2016-03-18 17:10:19 张超《Linux内核分析》MOOC课程 http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 我的实验平台以及代码见 https://www.shiyanlou.com/courses/reports/986221 实验要求： 扒开系统调用的三层皮 使用库函数触发一个系统调用 C代码中嵌入汇编代码的写法 使用嵌入式汇编代码触发同一个系统调用 系统调用在内核代码中的处理过程 系统调用： 操作系统为用户态进程与硬件设备进行交互提供了一组接口——系统调用 把用户从底层的硬件编程中解放出来 极大的提高了系统的安全性 使用户程序具有可移植性 API和系统调用 应用编程接口(application program interface, API) 和系统调用是不同的 API只是一个函数定义 系统调用通过软中断向内核发出一个明确的请求 Libc库定义的一些API引用了封装例程(wrapper routine，唯一目的就是发布系统调用) 一般每个系统调用对应一个封装例程 库再用这些封装例程定义出给用户的API 不是每个API都对应一个特定的系统调用。 API可能直接提供用户态的服务 一个单独的API可能调用几个系统调用 不同的API可能调用了同一个系统调用 返回值 大部分封装例程返回一个整数

一、select机制 　　在linux下网络通信中，经常用到select机制，这是一种异步通信的实现方式，select中提供一fd_set的数据结果， 实际上是一个long类型的数组 ， 每一个数组元素都能与一打开的文件句柄建立联系，通常这个句柄并不局限于网络通信中的socket句柄，还包括其他文件、命名管道或设备句柄等。 当程序中调用select()时，由内核 根据IO状态修改fd_set的内容，由此来通知执select()的进程哪一Socket或文件可读或者可写。 　　 select的本质上是通过设置或者检查存放fd标志位的数据结构来进行下一步处理。这样所带来的缺点是： 　　1、单个进程可监视的fd数量受到了限制，在32位机器上，他所能管理的fd数量最大为1024。 　　2、 需要维护一个用来存放大量fd的数据结构，这样会使得用户空间和内核空间在传递该结构时复制开销大。 　　3、 对socket进行扫描时是线性扫描，当socket文件描述符数量变多时，大量的时间是被白白浪费掉的。 二、poll机制 　　poll是 Linux中的字符设备驱动 中有一个函数，Linux 2.5.44版本后已经被epoll所取代。 poll机制是用在某些Unix系统中，使用poll()函数用于执行与select()函数同等功能的函数。 　　 poll本质上和select没有区别

　select，poll，epoll都是IO多路复用的机制。I/O多路复用就通过一种机制，可以监视多个描述符，一旦某个描述符就绪（一般是读就绪或者写就绪），能够通知程序进行相应的读写操作。 但select，poll，epoll本质上都是同步I/O，因为他们都需要在读写事件就绪后自己负责进行读写，也就是说这个读写过程是阻塞的 ，而异步I/O则无需自己负责进行读写，异步I/O的实现会负责把数据从内核拷贝到用户空间。关于这三种IO多路复用的用法，前面三篇总结写的很清楚，并用服务器回射echo程序进行了测试。连接如下所示： select： http://www.cnblogs.com/Anker/archive/2013/08/14/3258674.html poll： http://www.cnblogs.com/Anker/archive/2013/08/15/3261006.html epoll： http://www.cnblogs.com/Anker/archive/2013/08/17/3263780.html 　　今天对这三种IO多路复用进行对比，参考网上和书上面的资料，整理如下： 1、select实现 select的调用过程如下所示： （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

　　 select，poll，epoll都是IO多路复用的机制。I/O多路复用就通过一种机制，可以监视多个描述符，一旦某个描述符就绪（一般是读就绪或者写就绪），能够通知程序进行相应的读写操作。 但select，poll，epoll本质上都是同步I/O，因为他们都需要在读写事件就绪后自己负责进行读写，也就是说这个读写过程是阻塞的 ，而异步I/O则无需自己负责进行读写，异步I/O的实现会负责把数据从内核拷贝到用户空间。 关于这三种IO多路复用的用法，前面三篇总结写的很清楚，并用服务器回射echo程序进行了测试。连接如下所示： select： http://www.cnblogs.com/Anker/archive/2013/08/14/3258674.html poll： http://www.cnblogs.com/Anker/archive/2013/08/15/3261006.html epoll： http://www.cnblogs.com/Anker/archive/2013/08/17/3263780.html 　　今天对这三种IO多路复用进行对比，参考网上和书上面的资料，整理如下： 1、select实现 select的调用过程如下所示： （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

Epoll使用实例 函数详情 atoi 将字符串转化为int int atoi (const char * str) atol 将字符串转化为long long int atol ( const char * str ) 扩展实例 Server_epoll.cc #include <iostream> #include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <string.h> //#include <memory.h> //menset #include <sys/epoll.h> #include <fcntl.h> #define SOCKET_PORT 9999 #define EPOLL_SIZE 10 int main(int argc, char *argv[]) { int server_fd; int client_fd; int epfd; struct sockaddr_in addr; memset(&addr,0,sizeof(addr)); addr.sin_family = AF_INET; if (argc == 2){

epoll是linux内核为处理大批量文件描述符而作了改进的poll，是linux下IO复用select/poll的增强版本。 一、epoll的主要接口是： 1、创建 （1）int epoll_create(int maxfds); maxfds是支持的最大句柄数。该函数会返回一个新的epoll句柄，之后的函数调用都用这个句柄来操作。用完之后，记得用close()关闭这个创建出来的epoll句柄，否则可能导致系统fd被耗尽。 （2）int epoll_reate1(int flag); 上面创建的方法在linux 2.6.8之后，maxfds是被忽略的，所以建议采用epoll_create1(0)这种方法。另外epoll_create1(EPOLLCLOEXEC)表示生成的epoll fd具有“执行后关闭”的特性。 2、事件注册 int epoll_ctl(int epfd,int op,int fd,struct epoll_event* event); epoll的事件注册函数，它不同于select/poll在监听的时候告诉内核要监听什么事件，而是先注册要监听的事件类型。 （1）epfd为（1）返回的epoll句柄 （2）op表示动作，用三个宏来表示： EPOLL_CTL_ADD：注册新的fd到epfd中 EPOLL_CTL_MOD：修改已注册的fd的监听事件 EPOLL

通过前几篇文章的研究，我们知道在JUC包中应用了大量的队列，所以详细了解队列将对我们后续研究并发编程乃至java编程拥有极高的价值 Queue 先从Queue接口开始说起吧 public interface Queue < E > extends Collection < E > 队列接口继承自Collection，说明也是集合类，与List和Set接口平级 定义了队列的基本接口方法 boolean add ( E e ) ; 将指定的元素插入此队列（如果立即可行且不会违反容量限制），在成功时返回 true，如果当前没有可用的空间，则抛出 IllegalStateException。 boolean offer ( E e ) ; 将指定的元素插入此队列（如果立即可行且不会违反容量限制），当使用有容量限制的队列时，此方法通常要优于 add(E)，后者可能无法插入元素，而只是抛出一个异常。 E remove ( ) ; 获取并移除此队列的头。如果队列为空，则抛出异常 E poll ( ) ; 获取并移除此队列的头，如果此队列为空，则返回 null。 E element ( ) ; 获取，但是不移除此队列的头。此方法与 peek 唯一的不同在于：此队列为空时将抛出一个异常。 E peek ( ) ; 获取但不移除此队列的头；如果此队列为空，则返回 null。

1.准备工具： 1根USB转RS232串口线，1台工业电批，1台Pc，1个Modbus Poll工具。 2.接好线通电并打开Modbus Poll工具成功连接上工业电批。如下图： 分析，由上图可看出目前唯一连接从机设备的ID为默认的"1"，该从机设备中要读取的寄存器起始地址已给出且读取从起始地址 开始往后的10个寄存器值。 3.修改Modbus读写功能的配置，把从机设备的ID修改为"2"并点击OK，发现通讯异常即"Timeout Error"，重启电批后仍出现"Time out Error"。如下图： 分析，当从机设备只有一个时Modbus Poll默认分配的ID是"1"，不能随意更改,否则就会报上述错误。 4.再次修改Modbus读写功能的配置，把从机设备的ID又修改"1"并点击OK，发现仍出现通讯异常即"Timeout Error"，再次重启电批后通讯再次恢复正常开始读取数据。如下图： 5.当需要连接多台从机设备时，需再添加1根USB转RS485串口线(可以和上述USB转RS232串口线共用1根其中RS232和RS485走不同pin脚即可)。除此之外，要设置的就是不同从机设备的ID即不同从机设备设置不同的ID(范围为1-247)。 来源： CSDN 作者： qq_39530324 链接： https://blog.csdn.net/qq_39530324/article

什么是epoll 我们在 Python多种方式实现并发的Web Server 的最后使用单进程+单线程+非阻塞+长连接实现了一个可并发处理客户端连接的服务器。他的原理可以用以下的图来描述： 解释： 1.HTTP服务器是我们使用 单进程+单线程+非阻塞+长连接实现 的web服务器。 2.在实现的时候，我们创建了一个存放已接受Socket连接的列表，该列表是在应用程序的内存空间中的。如图中深蓝色部分 3.当有3个客户端接入的时候，列表中一共存在3个对应的socket句柄，分别对应三个小黄框。 4.灰色小框代表服务器接收请求的socket。 5.我们在进行无限循环的时候，首先是检查是否有新的客户端接入，相当于检查灰色小框是否有数据到达。然后轮询3个小黄框对应socket是否有数据到达。轮询的效率是很低的。 6.服务器在使用accept和recv时，实际上是委托操作系统帮他检查是否有数据到达，由于这个列表的socket都处于用户内存空间，所以需要将其复制到内核空间。操作系统检查完毕后，如果有数据就返回数据给应用程序，如果没有数据就以异常的方式通知应用程序。而且不光这样，操作系统可能还同时在运行其他的应用程序，这样效率会非常低。 我们再来看epoll的图： 解释： 1.我们可以看到，在结构上，最大的区别在于，存放socket的列表不处于应用程序内部。在epoll中

网上关于timerfd的文章很多，在这儿归纳总结一下方便以后使用，顺便贴出一个timerfd配合epoll使用的简单例子 一、timerfd系列函数 　　timerfd是Linux为用户程序提供的一个定时器接口。这个接口基于文件描述符，通过文件描述符的可读事件进行超时通知，因此可以配合select/poll/epoll等使用。 下面对timerfd系列函数先做一个简单的介绍： （1）timerfd_create()函数 #include <sys/timerfd.h> int timerfd_create(int clockid, int flags); /* timerfd_create（）函数创建一个定时器对象，同时返回一个与之关联的文件描述符。 clockid：clockid标识指定的时钟计数器，可选值（CLOCK_REALTIME、CLOCK_MONOTONIC。。。） CLOCK_REALTIME:系统实时时间,随系统实时时间改变而改变,即从UTC1970-1-1 0:0:0开始计时,中间时刻如果系统时间被用户改成其他,则对应的时间相应改变 CLOCK_MONOTONIC:从系统启动这一刻起开始计时,不受系统时间被用户改变的影响 flags：参数flags（TFD_NONBLOCK(非阻塞模式)/TFD_CLOEXEC（表示当程序执行exec函数时本fd将被系统自动关闭