readkeyboard方法_Linux笔记（12）| 几种并发式IO的实现方法

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今天分享的是几种实现并发式IO的方法。什么是并发式IO呢？可以简单理解为比如要同时读取几个文件的数据，但是这些文件什么时候可以读取是不确定的，要实现当某个文件可以读取的时候就立马去读取，这就是并发式。首先提出一个问题：如果我们需要读取键盘和鼠标的信息，当键盘有按下的时候把按下的内容读取出来并且打印到屏幕上，当鼠标有动静的时候也把鼠标的设备文件读取出来，该怎么实现呢？首先想到的就是在主函数里写个while(1)挨个去读就行了，伪代码如下：
//伪代码while(1){  read(keyboard);  printf("keyboard...");  read(mouse);  printf("mouse...");}
这样的程序确实可以读取键盘和鼠标的内容并且打印出来，但是必须老老实实按照代码里的，先读键盘，再读鼠标这样往复，如果用户想要先读鼠标，再读键盘，抱歉，它会卡在前面这个read这里，因为read函数是阻塞式的，没有读到东西它就一直卡在那里。这显然不是我们希望的，我们希望像按键盘就按键盘，想动鼠标就动鼠标，并且它都能打印出来。于是，有了以下几种方法来解决这个问题。一、以非阻塞的方式来打开文件在使用open函数的时候，加上O_NONBLOCK属性，变为非阻塞，而标准输入一开始就打开了，对应文件描述符为0，所以不能用上面的方法，应该用fcntl函数来添加。变为非阻塞式的好处就是当read没有读到什么东西的时候会立马返回，不会卡在那里。代码如下：
#include #include #include #include #include #include #define pathname  "/dev/input/mice"int main(){    int fd;    int ret;    char buf[100]={0};    fd=open(pathname,O_RDWR | O_NONBLOCK);    if(fd<0)    {        perror("open failed");        return 0;    }      flag = fcntl(0, F_GETFL);    // 先获取原来的flag  flag |= O_NONBLOCK;        // 添加非阻塞属性  fcntl(0, F_SETFL, flag);    // 更新flag    while(1)    {        memset(buf,0,sizeof(buf));       ret= read(fd,buf,50);          //读鼠标    //    if(ret<0)    //    {    //        printf("read mouse ret=%d\n",ret);    //        perror("read mouse failed");    //      //  return 0;    //    }        if(ret>0)       {           printf("读出的鼠标内容是：[%s]\n",buf);       }        memset(buf,0,sizeof(buf));       ret= read(0,buf,5);          //读键盘    //    if(ret<0)    //    {    //        perror("read keyboard failed");    //        printf("read keyboard ret=%d\n",ret);    //     //   return 0;    //    }        if(ret>0)       {           printf("读出的键盘内容是：[%s]\n",buf);       }    }    return 0;}
上面的代码其实就实现了不管是按下键盘，还是点击鼠标，都能及时反应，打印出数据。但是还有更好的方法，使用系统里带的select函数或者是poll函数来监听IO的状况。二、使用select函数或者poll函数select函数和poll函数功能上差不多，是Unix两个不同的派系衍生出来的函数，后来linux把它们都吸收了。select函数在上一节使用到了，可以回顾一下：Linux笔记(11)| 网络编程之自己动手写一个服务器和客户端select函数首先把把要监听的文件描述符fd添加到一个集合里面，然后调用select函数去监听，通过返回值可以判断监听的fd的状态，比如已经可写了、或者是可读了。代码如下：
#include #include #include #include #include #include #include #include #define pathname  "/dev/input/mice"int main(void){    int ret;    int fd;    char buf[200];     struct timeval tv;      tv.tv_sec = 5;    tv.tv_usec = 0;   fd_set   myset;    fd=open(pathname,O_RDONLY);        if(fd<0)    {        perror("open mice failed");        return 0;    }   while(1)    {        FD_ZERO(&myset);        FD_SET(0, &myset);        FD_SET(fd, &myset);        ret=select(fd+1,&myset,NULL,NULL,NULL);        if(ret<0)        {            perror("select");            return 0;        }        else if(ret==0)        {            printf("time out\n");            sleep(2);        }        else        {            if( FD_ISSET(fd,&myset))            {                memset(buf,0,sizeof(buf));                read(fd,buf,5);                printf("读鼠标：[%s]\n",buf);            }           if(FD_ISSET(0,&myset))            {                memset(buf,0,sizeof(buf));                read(0,buf,5);                printf("读键盘：[%s]\n",buf);            }        }   }        return 0;}
poll函数实现的功能差不多，只是用法上有些不一样，这里直接把代码贴上：
#include #include #include #include #include #include #include #define pathname  "/dev/input/mice"int main(void){    int fd;    int ret;    char buf[100];    struct pollfd   mypoll[2]={0};    fd=open(pathname,O_RDONLY);    if(fd<0)    {        perror("open failed");        return 0;    }      while(1)    {         mypoll[0].fd=0;         mypoll[0]. events=POLLIN;         mypoll[1].fd=fd;         mypoll[1]. events=POLLIN;        ret=poll(mypoll,fd+1,10000);        if(ret<0)        {            perror("poll");            return 0;        }        else if(ret==0)        {            printf("time out\n");        }        else        {                // printf("mypoll.revents=%d\n",mypoll.revents);                // printf("mypoll.events=%d\n",mypoll.events);                if(mypoll[0].revents==mypoll[0].events)                {                    memset(buf,0,sizeof(buf));                    ret=read(0,buf,10);                    if(ret<0)                    {                        perror("read keyboard failed ");                        return 0;                    }                    printf("read keyboard:[%s]",buf);                }              if(mypoll[1].revents==mypoll[1].events)                {                    memset(buf,0,sizeof(buf));                    ret=read(fd,buf,2);                                      if(ret<0)                    {                        perror("read mouse failed ");                        return 0;                    }                    printf("read mouse:[%s]\n",buf);   //这里没加换行就不会及时打印                }                            }    }    return 0;}
三、使用异步IO第三种方法就是使用异步IO，这种方法类似于中断，就是在主函数里来处理鼠标(或者键盘也一样)，然后注册一个异步IO事件，当有键盘按下的时候，产生一个异步IO信号，这个信号就会触发一个注册号的函数来处理它。代码如下：
#include #include #include #include #include #include #include #include typedef void (*sighandler_t)(int);#define pathname  "/dev/input/mice"void handler(int sig);char buf[200]; int fd;int main(void){       int flag;    int ret;        fd=open(pathname,O_RDONLY);    if(fd<0)    {        perror("open failed");        return 0;    }    // 把鼠标的文件描述符设置为可以接受异步IO    flag=fcntl(fd,F_GETFL);    flag|=O_ASYNC;    fcntl(fd,F_SETFL,flag);    // 把异步IO事件的接收进程设置为当前进程    fcntl(fd,F_SETOWN,getpid());    // 注册当前进程的SIGIO信号捕获函数     signal(SIGIO,handler);    while(1)    {        memset(buf,0,sizeof(buf));        ret=read(0,buf,10);        // if(ret<0)        // {        //     perror("read failed");        //     return 0;        // }        if(ret>0)       printf("read keyboard :[%s]\n",buf);        //sleep(2);    }    return 0;}void handler(int sig){    int ret;        if(sig!=SIGIO)        return;    memset(buf,0,sizeof(buf));    ret=read(fd,buf,5);    if(ret<0)    {        perror("read failed");        return ;    }    printf("read mouse :[%s]\n",buf);}
以上是今天分享的几种方法，实际上还可以用多进程或者多线程的方法，这在上一节里也有涉及，这里就不多说了。
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