fcntl函数简介和使用

一、fcntl函数的作用
read函数是典型的阻塞模型，当缓冲区里的数据不就绪的时候，会一直阻塞等待。这是正常的，因为文件描述符默认是阻塞IO，而我们可以通过 fcntl 接口函数将文件描述符设置为非阻塞IO。

设置成非阻塞IO以后，read函数会一直检测数据是否就绪，如果就绪就读取，并返回读取到的字符数；如果不就绪，就返回一个错误码。

二、fcntl 函数的声明
fcntl 函数的作用是操作一个文件的文件描述符，而设置成非阻塞IO只是 fcntl 函数的功能之一。

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ );

1、参数解析
第一个参数fd，指明你要操作哪个文件的文件描述符。
第二个参数cmd，也就是你要对该文件描述符进行何种操作。cmd的取值不同，后面追加的参数也不同。
cmd的取值命令解析
F_DUPFD 复制一个现有的文件描述符
F_GETFD 或 F_SETFD 获得/设置文件描述符标记
F_GETFL 或 F_SETFL 获得/设置文件状态标记
F_GETOWN 或 F_SETOWN 获得/设置异步IO所有权
F_GETLK 或 F_SETLK( F_SETLKW ) 获得/设置记录锁
2、返回值解析
执行成功时，不同的cmd可能会对应不同的返回值，没有列举在下面的，比如F_SETFL，可能返回值类型为void。
在这里插入图片描述
执行出错时，也会有不同的返回值，此时可能就与cmd无关了。

三、使用fcntl 将文件描述符设置为非阻塞
1、设置非阻塞模式实现
以设置文件描述符为 0 的文件为例，将文件描述符设置为非阻塞状态，需要用到上述表格的第三个功能，获得/设置文件状态标记。基本思路为：第一步，先获取到原有的文件状态；第二步，在原有的基础上追加一种非阻塞状态。
函数准备好以后，在调用read函数之前先将第0号文件描述符设置成非阻塞，然后再调用read函数。

非阻塞模式下，read函数如果发现数据尚未就绪，系统是以出错的形式返回的，很显然数据未就绪不算错误，那么要如何区分真正的错误和数据未就绪时的出错呢？
答案是errno，errno是错误码，正常情况下是0。当数据没有就绪的时候，errno的值是11，即EAGAIN 或者 EWOULDBLOCK，我们可以以此判断是否真的出错了。如果你在成功时打印errno，你会发现errno仍然是11，因为read读取到数据的时候，不会设置errno。


#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>void setNonBlock(){int fl = fcntl(0,F_GETFL);      //获取文件描述符为0的文件状态if (fl < 0){perror("fcntl");return;}fcntl(0, F_SETFL, fl | O_NONBLOCK); //追加文件描述符的状态为非阻塞
}int main(){setNonBlock();     //设置为非阻塞模式while (1){char buffer[1024];ssize_t s = read(0,buffer,sizeof(buffer)-1);        //非阻塞读取if (s > 0){buffer[s] = 0;write(1,buffer,s);        //将读取到的内容打印到屏幕上printf("read success, res: %d, content: %s\n",s, buffer);}else{if(errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK){printf("read failed, res: %d , errno: %d\n", s , errno);}}sleep(1);}return 0;
}