19-8班
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操作系统与系统编程

Linux操作系统内核解析,操作系统编程

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示例代码 :

server.c

 

删除到 41 行

d + 41 + 大写 G

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作业 : 实现 socket connect timeout 函数

 

示例代码 : tcp_client.c

 

:vsplit tcp_client.h

 

man connect

man getsockopt : 强制关闭 地址重用

 

参考网站

https://blog.csdn.net/u012398613/article/details/51914596

 

扩展思考

当网络条件不好,连接远程服务器时,快捷键的组合可能会被拆开,被拆开是因为什么引起的?

 

netstat -alnt

ctrl + z

 

示例代码截屏

 

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man select | cat -n

man select | cat -n | head -n +249 | tail -n +214 | cut -c 15-

select 的例子

示例代码 : select.c

 

设置粘贴

:set paste

 

问题 1

终端操作对于输入 标准 IO 是行缓冲的,没有按回车之前数据在标准 IO 的输入缓冲区里面;

数据仍然在标准 IO 的输入缓冲区导致程序结束后再次输出;

 

问题 2

按回车之后行缓冲机制把数据提交给内核,内核感知数据就绪可读,例子只判断数据可读但是数据没有读,意味着数据还是在标准 IO 的输入缓冲区;

 

注意

select ( IO 多路复用 ) 感知 IO 变化是一回事,对 IO 操作是另外一回事;

 

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select - IO 多路复用的门槛

 

man select

 

int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

 

pselect 是忽略指定信号

 

阅读手册的 example

 

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IO 多路复用 / IO 多路转接

增加应用程序的并发度 : 在同一个时刻 或 在一个时间段内 能同时响应客户端的数量

 

多进程的缺陷

1 进程数量

2 代价太高

3 受限于 CPU

4 内存隔离

5 进程间通信代价高

 

多线程的缺陷

1 受限于 CPU 影响响应能力

2 阻塞 导致响应能力受限

3 非阻塞 要循环检测

 

多进程和多线程的最大问题是 没有办法感知 IO

 

IO 多路复用的第一个作用 : 感知 IO ( 感知 IO 是否可读可写或者出错 )

 

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用户 buff

std IO buff

kernel ( 1 回写机制 2 预读操作 )

磁盘文件

 

 

kernel 到 文件 涉及以下概念

直接 IO

同步 IO

 

文件 从用户空间到 标准 IO 空间 到 内核 到 最终磁盘上 的一个往返 ( copy 分 2 次 )

 

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缓冲 IO 的三种机制

non-buffered 无缓冲 -> 标准错误

block buffered 块缓冲 / 全缓冲 - 通常 512 整数倍 -> 文件操作默认块缓冲

line buffered 行缓冲 -> 终端输出

 

man dd

time dd if=/dev/zero of=./a bs=1 count=2097152

man stdio

 

stat 函数查看系统 block size

 

标准 IO 有什么缺陷?两次拷贝影响 IO 效率

① 文件拷贝到内核

② 内核拷贝到用户空间

以上是读,写则相反;

 

man setbuf - 用 fopen 打开的文件流缓冲 IO 操作

 

案例 - 管道 pipe

dcy.c

 

man 2 pipe

man 3 mkfifo

man 3 popen

 

缓冲 IO

直接 IO

同步 IO

 

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bit mask 比特掩码 : 1 个比特代表一种状态

与 0 或 1

 

common.c

 

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man ioctl

locate ioctl-types.h

locate ioctls.h

 

/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/ioctls.h

 

locate ttydefaults.h

locate features.h

 

common.c

ioctl(fd, FIONBIO, &ul); ul 为 1 非阻塞 0 阻塞

fcntl(fd, F_SETFL, O_NOBLOCK); 非阻塞

fcntl(fd, F_SETFL, ~O_NOBLOCK); 阻塞

 

分屏

:vsplit common.h

 

man fcntl

man 2 open 的 flag 被 F_SETFL 修改

 

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block 阻塞

 

进程的三态模型 ( 五态 )

1 ready

2 block

3 running

( 4 & 5 进程的开始和结束 )

 

block 和 挂起 不同

block : 进程需要的资源没有需等 ( 进程状态 )

挂起 : 原先执行现在不执行 把状态保留下来 一直停在这个状态 ( 进程调度 )

 

IO block 文件阻塞 ( 默认阻塞 )

要的数据还没有被拿到之前等着什么事也不干

 

非阻塞 IO : send、recv、accept、connect 会直接结束,无法知道 IO 状态,代价是过一会儿一定要回来看看 IO 到底是否做完;

 

异步 IO ( 非阻塞 IO ) - AIO : 通过系统调用发起一个 IO 操作并且注册一个回调函数 ( 主动告知非询问非等待 );

 

AIO 最大的问题 : 没有一套在每个系统上都能执行的库;

 

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示例代码 : ls.c - 显示文件列表

 

在目录里如何操作

readdir()

strcpy(names[cnt++], direntp->d_name);

isatty(STDOUT_FILENO)

ioctl(STDOUT_FILENO, TIOCGWINSZ, &size)

 

man qsort

 

动态分配的数组初始化

int len[cnt];
memset(len, 0, sizeof(int) * cnt);

 

show_files() 显示文件列表

 

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示例代码 : ls.c

 

在目录里如何操作

readdir()

strcpy(names[cnt++], direntp->d_name);

 

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示例代码 : ls.c

 

<dirent.h>

<sys/types.h>

opendir()

access()

perror()

 

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ls 命令

opendir()

stat()

 

示例代码 : ls.c

 

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man 3 getopt

 

printf : 打印到标准输出

fprintf : 打印到一个文件

 

 

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授课教师

云计算解决方案工程师

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