非阻塞 I/O 问题

Question

我对套接字上的异步 I/O 经验不多。最近我不得不实现一个 TCP 客户端，它将在一个单独的线程中连接到服务器并等待输入数据，并且以非阻塞方式等待输入数据，以便通过简单地从控制线程设置一些标志变量来立即终止线程。我的解决方案是设置套接字非阻塞并实现一个循环，如果 errno 是 E_WOULDBLOCK 则一遍又一遍地调用 recv 并在标志变量运行不是时退出循环'不要再设置了。是这样的：

while(run) {
   if( -1 == recv(...))
   {
       if(errno == E_WOULDBLOCK)
            continue; 
       else
            break; 
   }
   else
   {
       process_data(...); 
   }
}

问题是：这个解决方案在 CPU 用法方面有多好？使用 select/poll/epoll 会更有效吗？

还有一个问题：有什么方法可以让 select、read or connnect 立即从其他线程调用 return?

Answer 1

how good is this solution in terms of CPU usage?

忙等待效率很低

Will using select/poll/epoll be more effective?

是的。

is there any way to make blocked select, read or connnect return immediately

是，向阻塞的线程发送信号。有问题的函数将 return -1 和 errno 设置为 EINTR。设置信号处理程序时，请注意编译器的实现如何处理 SA_RESTART。

Answer 2

您提供的代码使用了紧密的轮询循环（即，它在收到输入之前不会阻塞，甚至在轮询之间等待）。由于 CPU 不断检查输入，因此效率可能非常低。通常，只有在输入可用之前的最长时间受到严格限制时，这样的轮询才适用；在绝大多数情况下，您应该阻止使用 select 或 epoll.

之类的内容

如果您有一个线程在 select（或类似的）上被阻塞，强制它从另一个线程恢复的一种简单方法是创建一个管道，将管道的读取端添加到select，并在您想要解锁 select 线程时从另一个线程写入管道。

Answer 3

假设您使用 C 语言编程并且拥有合适的内核版本，pselect 是正确的选择。

同时等待输入和信号是一个众所周知的问题，关于与此相关的问题和解决方案有很多很好的讨论。您可能会发现 this discussion 是一个好的开始。

Answer 4

The question is: how good is this solution in terms of CPU usage? Will using select/poll/epoll be more effective?

非常效率低下。这可能是处理多个连接的最糟糕的方式。考虑每个 recv 是一个系统调用：它需要上下文切换。上下文切换并不昂贵，但在高频循环中计算上下文切换可能会占用 CPU 的用量。另外，如果你在一个电话和另一个电话之间睡觉，到 "soften the loop"，你最终会在数据接收和处理之间付出延迟；联系越多，感觉就越高。

select 基本上告诉内核："I want these sets of fds to be monitored by you and also be signaled as soon as something happens."。您的流程将进入等待状态，并在传递事件时准备就绪。同时，CPU 可能服务于其他进程。

您可以使用阻塞多路复用器并在单独的线程（可能来自线程池）中处理每个工作，这是非常有效的。但这取决于你在做什么。

And another one question: is there any way to make blocked select, read or connnect call return immediately from other thread?

嗯，是的。但这是你想要的吗？正如@alk 所说，您可以向他们发送信号。此外，对于 recv 和 connect，您可能希望使用 select/poll 或任何其他具有超时属性的多路复用器；不过，它可能更难编程。

非阻塞 I/O 问题

Non-blocking I/O issue

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