高級I/O函數

pipe函數

pipe函數用于創建一個管道，實現進程間的通信。

#include <unistd.h>

int pipe(int pipefd[2]);

通過pipe函數創建的文件描寫敘述符fd[0]和fd[1]分別構成管道的兩端，往fd[1]寫入的數據能夠從fd[0]讀出，不能反過來。管道內部傳輸的數據時字節流，和TCP字節流概念同樣，但有差別，管道本身擁有一個容量限制，它規定假設應用程序不將數據從管道讀走的話，該管道最多能被寫入多少字節的數據。管道容量阿東小默認是65536字節，能夠用fcntl函數來改動管道容量。

此外，socket基礎API中有一個socketpair函數，可以方便創建雙向管道。

#include<sys/types.h>?????????/* See NOTES*/

#include<sys/socket.h>

intsocketpair(int domain, int type, int protocol, int sv[2]);

這里domain僅僅能使用UNIX本地域協議族AF_UNIX，由于我們僅能在本地使用這個雙向管道。

dup函數和dup2函數

#include <unistd.h>

int dup(int oldfd);

int dup2(int oldfd, int newfd);

dup函數創建一個新的文件描寫敘述符，該新的文件描寫敘述符和原有的文件描寫敘述符file_descriptor指向同樣的文件、管道或網絡連接。而且dup返回的文件描寫敘述符總是取系統當前可用的最小整數值。Dup2和dup類型，只是它將返回第一個不小于newfd的整數值。dup和dup2系統調用失敗時返回-1并設置errno。

通過dup和dup2創建的文件描寫敘述符并不繼承原文件描寫敘述符的屬性。

readv函數和writev函數

readv函數將數據從文件描寫敘述符督導分散的內存塊中，即分散讀。Writev函數則將多塊分散的內存數據一并寫入文件描寫敘述符中，即集中寫。定義例如以下：

#include <sys/uio.h>

ssize_t readv(int fd, const struct iovec*iov, int iovcnt);

ssize_t writev(int fd, const struct iovec*iov, int iovcnt);

fd是文件描寫敘述符，iov是iovec結構數組，該結構體描寫敘述一塊內存區，iovcnt參數是數組的長度。

sendfile函數

sendfile函數在兩個文件描寫敘述符之間直接傳遞數據（全然在內核中操作），從而避免了內核緩沖區和用戶緩沖區之間的數據拷貝，效率高，這被稱為零拷貝。

#include <sys/sendfile.h>

ssize_t sendfile(int out_fd, int in_fd,off_t *offset, size_t count);

in_fd參數是帶讀出內容的文件描寫敘述符，out_fd參數是帶寫入內容的文件描寫敘述符，offset參數指定從讀入文件流的哪個位置開始讀，count指定文件描寫敘述符in_fd和out_fd之間傳輸的字節數。

mmap函數和munmap函數

mmap函數用于申請一段內存空間。我們能夠將這段內存作為進程通信的共享內存，也能夠將文件直接映射到當中。Munmap函數則釋放由mmap創建的這段內存空間。定義例如以下：

#include <sys/mman.h>

void *mmap(void *addr, size_t length, intprot, int flags, int fd, off_t offset);

int munmap(void *addr, size_t length);

當中，start參數同意用于使用某個特定的地址作為這段內存的起始地址。假設被設置成NULL，則系統自己主動分配一個地址。Length參數指定內存段的長度。Port參數用來設置內存段的訪問權限，flag參數控制內存段被改動后程序的行為。Fd參數是被映射文件相應的文件描寫敘述符。Mmap函數成功時返回指向目標內存區域的指針，失敗則返回MAP_FAILED，并設置errno。

splice函數

#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);

用來控制兩個文件描寫敘述符之間的數據移動，也是零拷貝操作。Flag參數控制數據流怎樣移動。

tee函數

tee函數在兩個管道文件描寫敘述符之間復制數據，也是零拷貝操作。它不消耗數據，因此源文件描寫敘述符上的數據仍然能夠用于興許的讀操作。Tee函數的原型例如以下：

#define _GNU_SOURCE????????/* See feature_test_macros(7) */

#include <fcntl.h>

ssize_t tee(int fd_in, int fd_out, size_tlen, unsigned int flags);

fcntl函數

fcntl函數提供了對文件描寫敘述符的各種控制操作。另外一個常見的控制文件描寫敘述符屬性和行為的系統調用時ioctl，并且ioctl比fcntl可以運行很多其它的控制。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux高性能server编程——高级I/O函数的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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