TCP并发模型

1.TCP多线程模型：

缺点：

1）创建线程会带来资源开销，能够实现

2.IO模型：

1）阻塞IO：没有数据到来时，可以让任务故挂起，节省CPU资源开销，提高系统效率

2）非阻塞IO：程序未接受到数据时程序一直执行，效率很低

3）异步IO：只能绑定一个文件描述符用来读取数据，但是效率很高

4）多路复用IO：

select：

        1.select监听的集合中的文件描述符有上限限制     fd_set

        2.select有内核层向用户层数据空间拷贝的过程，占用系统资源开销

        3.select必须轮询检测产生事件的文件描述符

        4.select只能工作在水平触发模式（低速模式），无法工作在边缘触发（高速模式）

poll：

        1.poll监听集合中的文件描述符没有上限

        2.poll有内核层向用户层数据空间拷贝的过程,占用系统资源开销

        3.poll必须轮询检测产生事件的文件描述符

        4.poll只能工作在水平触发模式(低速模式),无法工作在边沿触发(高速模式)

epoll：

3.函数接口：

1）select

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

功能：select建听描述符集合中是否有文件描述编程ready状态

参数：nfds：最大文件买哦舒服的值+1；

           readfds：读文件描述符集合

           writefds：写文件描述符集合

           exceptfds:其余文件描述符集合

           timeout:等待的时长

                        NULL 一直等待

返回值：成功返回文件描述符集合中的文件描述个数；失败返回-1；

void FD_CLR(int fd, fd_set *set);

功能：将文件描述符fd从集合中清除 

int  FD_ISSET(int fd, fd_set *set);

功能：判断文件描述符fd是否仍在集合中 

void FD_SET(int fd, fd_set *set);

功能：将文件描述符fd加入到集合中

void FD_ZERO(fd_set *set);

功能：将文件描述符集合清0

写端

#include "head.h"int main(void)
{int fd = 0;char tmpbuff[4096] = {0};mkfifo("/tmp/myfifo", 0777);fd = open("/tmp/myfifo", O_WRONLY);if (-1 == fd){perror("fail to open");return -1;}while (1){gets(tmpbuff);write(fd, tmpbuff, strlen(tmpbuff));}close(fd);return 0;
}

读端

#include "head.h"int main(void)
{int fd = 0;int flags = 0;char *pret = NULL;ssize_t nsize = 0;char tmpbuff[4096] = {0};fd_set rdfds;fd_set tmpfds;int ret = 0;mkfifo("/tmp/myfifo", 0664);fd = open("/tmp/myfifo", O_RDONLY);if (-1 == fd){perror("fail to open");return -1;}FD_ZERO(&rdfds);//将文件描述符集合清0FD_SET(fd, &rdfds);//将文件描述符fd加入到文件描述符集合中FD_SET(0, &rdfds);//将文件描述符0加入到文件描述符集合中while (1){tmpfds = rdfds;ret = select(fd+1, &tmpfds, NULL, NULL, NULL);if (-1 == ret){perror("fail to select");return -1;}if (FD_ISSET(fd, &tmpfds))//判断文件描述符fd是否还在文件描述符集合中{memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));read(fd, tmpbuff, sizeof(tmpbuff));printf("FIFO:%s\n", tmpbuff);}if (FD_ISSET(0, &tmpfds)){memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));gets(tmpbuff);printf("STDIN:%s\n", tmpbuff);}}close(fd);return 0;
}

2）poll

int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);

功能：监听文件描述符集合是否有事件发生

参数：

fds：监听文件描述符集合数组空间的首地址

nfds：监听文件描述符集合元素个数

timeout：等待的时间（-1 一直等待）

返回值：成功返回失败返回产生文件描述符的个数；失败返回-1；

struct pollfd {
               int   fd;                /* file descriptor */
               short events;      /* requested events */
               short revents;     /* returned events */
           };
        fd:监听的文件描述符

        events:要监听的事件  POLLIN:是否可读  POLLOUT:是否可写

        revents:实际产生的事件

读端

#include "head.h"int main(void)
{int fd = 0;int flags = 0;char *pret = NULL;ssize_t nsize = 0;char tmpbuff[4096] = {0};struct pollfd fds[2];int nready = 0;mkfifo("/tmp/myfifo", 0664);fd = open("/tmp/myfifo", O_RDONLY);if (-1 == fd){perror("fail to open");return -1;}fds[0].fd = fd;fds[0].events = POLLIN;fds[1].fd = 0;fds[1].events = POLLIN;while (1){nready = poll(fds, 2, -1);if (-1 == nready){perror("fail to poll");return -1;}if (fds[0].revents & POLLIN){memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));read(fd, tmpbuff, sizeof(tmpbuff));printf("FIFO:%s\n", tmpbuff);}if (fds[1].revents & POLLIN){memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));gets(tmpbuff);printf("STDIN:%s\n", tmpbuff);}}close(fd);
}

写端

#include "head.h"int main(void)
{int fd = 0;char tmpbuff[4096] = {0};mkfifo("/tmp/myfifo", 0664);fd = open("/tmp/myfifo", O_WRONLY);if (-1 == fd){perror("fail to open");return -1;}while (1){gets(tmpbuff);write(fd, tmpbuff, strlen(tmpbuff));}close(fd);return 0;
}

3）epoll

int epoll_create(int size);

功能：创建一张内核事件表

参数：size：事件个数

返回值：成功返回文件描述符；失败返回-1；

 epoll_ctl 

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);

功能：维护epoll事件表

参数：

epfd：事件表的个数

op：

        EPOLL_CTL_ADD   添加事件

        EPOLL_CTL_MOD   修改事件

        EPOLL_CTL_DEL   删除事件

fd：操作的文件描述符

event：事件对应的事件

typedef union epoll_data {
            void        *ptr;
            int          fd;
            uint32_t     u32;
            uint64_t     u64;
        } epoll_data_t;

struct epoll_event {
            uint32_t     events;      /* Epoll events */
            epoll_data_t data;        /* User data variable */
        };

返回值：成功返回0；失败返回-1；

epoll_wait 

int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events,
                      int maxevents, int timeout);

功能：监听事件表的事件

参数：

epfd：文件描述符

events：存放实际产生事件的数组空间的首地址

maxevents:最多存放事件的个数

timeout:设定监听的时间（超过该时间则不再监听）

-1 一直监听直到有事件发生

返回值:

成功返回产生事件的文件描述符个数

失败返回-1 

如果时间达到仍没有事件发生返回0 

读端

#include "head.h"int main(void)
{int fd = 0;int epfd = 0;struct epoll_event env;//epoll_ctl需要的事件的结构体int nready = 0;struct epoll_event retenv[2];int i = 0;ssize_t nsize = 0;char *pret = NULL;char tmpbuff[4096] = {0};mkfifo("/tmp/myfifo", 0664);fd = open("/tmp/myfifo", O_RDONLY);if (-1 == fd){perror("fail to open");return -1;}/*创建一张2个事件的内核事件表*/epfd = epoll_create(2);if (epfd == -1){perror("fail to create");return -1;}/*设置事件结构体的属性*/env.events = EPOLLIN;env.data.fd = fd;/*操作事件*/epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &env);env.events = EPOLLIN;env.data.fd = 0;epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, 0, &env);while (1){/*监听事件表中的事件*/nready = epoll_wait(epfd, retenv, 2, -1);//第二个参数是存放实际产生事件的结构体, 最多存放的个数, 设置监听时间，-1一直监听直到有事件发生if (-1 == nready){perror("fail to nready");return -1;}for (i = 0; i < nready; ++i){if (retenv[i].data.fd == 0)//判断要操作的流是否为从终端输入{memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));gets(tmpbuff);printf("STDIN: %s\n", tmpbuff);}if (retenv[i].data.fd == fd){memset(tmpbuff, 0, sizeof(tmpbuff));read(fd, tmpbuff, sizeof(tmpbuff));printf("FIFO: %s\n", tmpbuff);}}}close(fd);return 0;
}

写端

#include "head.h"int main(void)
{int fd = 0;char tmpbuff[4096] = {0};mkfifo("/tmp/myfifo", 0664);fd = open("/tmp/myfifo", O_WRONLY);if (-1 == fd){perror("fail to open");return -1;}while (1){gets(tmpbuff);write(fd, tmpbuff, strlen(tmpbuff));}close(fd);return 0;
}