Linux环境编程 学习笔记 2022年1月16日

本文主要是介绍Linux环境编程 学习笔记 2022年1月16日，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

多路复用：
    使用一个进程(且只有一个主线程)同时监控若干个socket文件描述符的读写，这种读写模式叫做多路复用
    多用于TCP服务端，用于监控若干个客户端的连接和数据的接收
    优点：不需要频繁地创建进程、销毁进程、从而达到节约内存资源、时间资源，也能避免进程之间的竞争、等待
    缺点：单个客户端的任务不能耗时太长，否则其它客户端就会感知到
    适合并发量高、任务量短小的情景，例如：Web服务器

select：
    fd_set 是文件描述符的集合，是要通过以下函数进行操作
        void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
        功能：从集合中删除fd文件描述符

        int  FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
        功能：判断集合中是否存在fd文件描述符

        void FD_SET(int fd, fd_set *set);
        功能：把文件描述符fd添加到集合中

        void FD_ZERO(fd_set *set);
        功能：清空集合

    int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
    功能：监控多个文件描述符的读、写、异常操作
    nfds：被监控的文件描述符中最大+1
    readfds：监控读操作的文件描述符集合
    writefds：监控写操作的文件描述符集合
    exceptfds：监控异常操作的文件描述符集合
    timeout：设置超时时间
            NULL        一直阻塞，直到某个文件描述符发生变化
            大于0       等待超时时间，超时返回0
            0秒0毫秒    非阻塞
    返回值：监控到发生相关操作的文件描述符的个数，超时返回0，错误返回-1

    注意：
        readfds、writefds、exceptfds 这三个参数即是输入也是输出，也就是说调用select时这三个集合里面需要存放着被监控的文件描述符，当函数因为监控
        的文件描述符发生变化而返回时，发生变化的文件描述符会存在集合中，没发生变化的就删除掉了

    select设计不合理的地方：
        1、每次调用select时都需要重新向它传递被监控者的集合
        2、调用结束后若想要知道哪些文件描述符发生了相关操作，想要把所有的被监控的文件描述符都测试一遍
    
    select的优点：
        它是最早的多路复用的函数，几乎所有的操作系统都支持，程序的兼容性高】

pselect:【只是select增强版，本质上没有区别，缺点没变】
    int pselect(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set *exceptfds, const struct timespec *timeout,const sigset_t *sigmask);
    功能：与select大致相同
    区别：
        1、超时时间的类型不同，pselect的精度更高
        2、pselect的timeout，既是输入也是输出，可以返回剩余的时间，但是select只是输入
        3、pselect监听时可以通过sigmask参数设置想要在监听时屏蔽的信号，可以保证pselect的监听不被信号干扰

poll:
    struct pollfd {
        int   fd;         // 被监听的文件描述符     输入
        short events;     // 要监听的事件           输入
        short revents;    // 实际监听到的事件       输出
            POLLIN      普通优先级的读事件
            POLLPRI     高优先级的读事件
            POLLOUT     普通优先级的写事件   
            POLLRDHUP   对方socket关闭
            POLLERR     错误事件
            POLLHUP     对方挂起事件
            POLLNVAL    非法描述符
    };
    int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
    fds：pollfd结构体数组
    nfds：数组的长度，也就是数组成员个数
    timeout：超时时间 
    返回值：监听到发生相关操作的描述符的个数，超时返回0，错误返回-1

epoll：
    int epoll_create(int size);
    功能：创建一个epoll对象，该对象可以保存被监控的描述符
    size：epoll对象能保存描述符的数量
    返回值：创建成功的epoll对象的描述符

    int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
    功能：控制epoll对象，添加、删除描述符
    epfd：epoll对象的描述符，即epoll_create的返回值
    op：
        EPOLL_CTL_ADD   添加socket文件描述符
        EPOLL_CTL_DEL   删除socket文件描述符
        EPOLL_CTL_MOD   修改要监控的事件
    fd：
        想要操作的socke文件描述符
    event：
        想要监控的事件，可以参考poll的事件，宏前面加个E
    返回值：成功返回0，失败返回-1

    int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events,int maxevents, int timeout);
    功能：监控文件描述符，并返回产生事件的文件描述符
    epfd：epoll对象的描述符，即epoll_create的返回值
    events：输出型参数，用于获取产生事件的文件描述符
    maxevents：可以返回的最大的事件数目
    timeout：超时时间
    返回值：事件发生的描述符的数量

    epoll的优点：
        1、只需要添加一次描述符，不需要重复赋值
        2、会把发生变化的文件描述符返回，因此不需要遍历全部的文件描述符即可
        3、编程结构简洁

epoll的条件触发和边缘触发：
    条件触发：当文件缓冲区中有要读取的数据时就会触发事件【像键盘】
    边缘触发：当数据发送时只触发一次事件               【像鼠标】
        1、事件监控设置为 EPOLLET 边缘触发
        2、要循环读取缓冲区，直到缓冲区读完
        3、要以非阻塞的模式读取
        4、返回-1表示读取完毕，才能进行下一次epoll_wait
        优点：降低事件触发的次数

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