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IO控制方式

程序直接控制方式 cpu干预程度:非常的频繁,IO操作开始前,完成后均需要cpu介入,并且在等待IO完成的过程中cpu需要不断的介入进行轮询检查,实际上是忙轮询,极大的浪费了cpu的资源,本质原因还是...IO设备与cpu速度差异造成的矛盾,其次的原因是没有中断机制,IO设备无法向cpu报告自己的状态 数据流向: 读 IO设备->cpu->内存 写 内存->cpu->IO设备 传输单位: 一个字 缺点...2.由于传输数据的每个字都在IO控制器和存储器之间的传输都会经过cpu,这会导致中断驱动方式任然会消耗较多的cpu时间。...2.数据传送是在DMA控制控制下完成,而中断驱动方式的数据传送是在cpu的控制下完成的。总结:1.减少中断cpu的次数 2.数据传送的过程交由DMA控制控制。...通道方式 通道方式进一步降低了cpu对于IO设备的控制,将对于IO控制的权力下放到通道,由通道负责cpu制定的IO任务,当完成数据传送后才向cpu发送中断请求。

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5.1.2 IO控制方式

对读入的每一个字,CPU需要对外设状态进行循环检查,直到确定该字已经在I/O控制器的数据寄存器中。...一旦数据读入到该I/O控制器的数据寄存器,便通过控制线给CPU发送一个中断信号,表示数据已准备好,然后等待CPU请求该数据。...I/O控制器收到CPU发出的读数据请求后,将数据放到数据总线上,传到CPU的寄存器中。至此,本次I/O操作完成,I/O控制器又可开始下一次I/O操作。       ...当有来自I/O控制器的中断时,CPU保存当前正在运行程序的上下文,转去执行中断处理程序处理该中断。此时,CPU从I/O控制器读一个字的数据传送到寄存器,并存入主存。...为了实现在主机和控制器之间成块数据的直接交换,必须在DMA控制器中设置如下四类寄存器: 1)命令/状态寄存器(CR):用于 接受从CPU发来的I/O命令或有关控制信息,或设备的状态。

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LinuxLinux文件IO

fwrite、fread、fopen、fclose、fseek、fflush ---- 文件系统接口 文件系统——一种把数据组织成文件和目录的存储方式,提供了基于文件的存取接口,并通过文件权限控制访问...直接IO,绕过缓存,不会出现write成功数据丢失情况。...注意:直接IO的缺点就是如果访问的数据不在应用程序缓存中,那么每次数据都会直接从磁盘进行加载,这种直接加载会非常慢,通常直接IO跟异步IO结合使用会得到较好的性能。...---- O_SYNC 缓存同步 为了保证磁盘系统与缓冲区内容一致,Linux系统提供了sync,fsync,fdatasync三个函数。...---- Linux文件IO流程图 内核中会有一个线程,不断地将高速页缓冲区中的数据写入到物理磁盘中。

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C++ IO格式控制

C语言中,我们可以通过函数printf和scanf进行格式化控制,而在C++中仍然包含了前者,但还提供了以下两种格式控制的方法: (1)使用流成员函数进行格式控制; (2)使用预定义操作符进行格式控制...1.流成员函数控制IO格式 流成员函数主要指ios类(流基类)中的成员函数,分别有: (1)设置状态标志流成员函数setf。...操纵符控制IO格式 用ios类中的成员函数来进行IO格式的控制总需要写一条单独的语句,而不能直接嵌入到IO语句中去,显得很不方便。因此C++又提供了一种用操纵符来控制IO的格式。...小数位为6位 1.2345678e+002-----------------------科学计数法表示,小数位为6位 + 128 0200 0XFF 3.自定义操纵符 除了利用系统预定义的操纵符来进行IO...格式的控制外,用户还可以自定义操纵符来合并程序中频繁使用的IO写操作。

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Linux IO 模型

UDP 协议是无连接方式的协议,它的效率高,速度快,占资源少,但是其传输机制为不可靠传送,必须依靠辅助的算法来完成传输控制。...fdset 从用户态拷贝到内核态,在高并发下是个巨大的性能开销(可优化为不拷贝); 调用 select 阻塞后,用户进程虽然没有轮询,但在内核还是通过遍历的方式来检查 fd 的就绪状态(可通过异步 IO.../linux/posix_types.h: # define __FD_SETSIZE 1024 此外在 Linux 内核中,select 所用到的 FD_SET 是有限的,即内核中有个参数...在 Linux 2.4 内核前主要是 select 和 poll,自 Linux 2.6 内核正式引入 epoll 以来,epoll 已经成为了目前实现高性能网络服务器的必备技术。...以下是一个简单的 Java AIO 示例 import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.ByteBuffer

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聊聊Linux IO

而从步骤3到步骤5中间会涉及到大量 Linux IO 的原理,特别是Page Cache 和 Buffer Cache 等缓存。...Linux IO 缓存体系,stdio和内核缓存的区别,Page Cache和Buffer Cache的区别。 Buffered IO、mmap(2)、Direct IO的区别。...比如寄存器缓存 CPU Cache 的数据,CPU Cache L1~L3层视具体实现彼此缓存或直接缓存内存的数据,而内存往往缓存来自本地磁盘的数据。...所以后面的讨论基本上是讨论 IO 相关的系统调用和文件系统Page Cache的一些机制。 Linux内核中的IO栈 这一小节来看 Linux 内核的 IO 栈的结构。先上一张全貌图[4]: ?...设备层,通过 DMA 与内存直接交互,完成数据和具体设备之间的交互 结合这个图,想想Linux系统编程里用到的Buffered IO、mmap(2)、Direct IO,这些机制怎么和 Linux IO

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C++之IO格式控制

C语言中,我们可以通过函数printf和scanf进行格式化控制,而在C++中仍然包含了前者,但还提供了以下两种格式控制的方法: (1)使用流成员函数进行格式控制; (2)使用预定义操作符进行格式控制...1.流成员函数控制IO格式 流成员函数主要指ios类(流基类)中的成员函数,分别有: (1)设置状态标志流成员函数setf。...操纵符控制IO格式 用ios类中的成员函数来进行IO格式的控制总需要写一条单独的语句,而不能直接嵌入到IO语句中去,显得很不方便。因此C++又提供了一种用操纵符来控制IO的格式。...格式的控制外,用户还可以自定义操纵符来合并程序中频繁使用的IO写操作。...自定义代码   return s; } 输入流自定义操纵符 istream &操纵符名(istream &s){   自定义代码   return s; } 返回流对象s很关键,否则操纵符就不能用在流的IO

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聊聊Linux IO(下)

对应到Linux的Page Cache上所谓Write Through就是指write(2)操作将数据拷贝到Page Cache后立即和下层进行同步的写操作,完成下层的更新后才返回。...Linux下Buffered IO默认使用的是Write back机制,即文件操作的写只写到Page Cache就返回,之后Page Cache到磁盘的更新操作是异步进行的。...磁盘的性能测试 在具体的机器上跑服务程序,如果涉及大量IO的话,首先要对机器本身的磁盘性能有明确的了解,包括不限于IOPS、IO Depth等等。...一般SSD的IO Depth都在32甚至更高,使用32或者64个线程才能跑满一个SSD磁盘的带宽(同步IO情况下)。 具体的SSD原理不在本文计划内,这里给出一篇详细的参考文章[7]。...写在最后 每天抽出不到半个小时,零零散散地写了一周,这是说是入门都有些谬赞了,只算是对Linux下的IO机制稍微深入的介绍了一点。

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聊聊Linux IO(上)

比如寄存器缓存CPU Cache的数据,CPU Cache L1~L3层视具体实现彼此缓存或直接缓存内存的数据,而内存往往缓存来自本地磁盘的数据。...图中描述了Linux下文件操作函数的层级关系和内存缓存层的存在位置。中间的黑色实线是用户态和内核态的分界线。...在Linux下,文件的缓存习惯性的称之为Page Cache,而更低一级的设备的缓存称之为Buffer Cache....综上,既然讨论Linux下的IO操作,自然是跳过stdio库的用户态这一堆东西,直接讨论系统调用层面的概念了。对stdio库的IO层有兴趣的同学可以自行去了解。...所以下篇的讨论基本上是讨论IO相关的系统调用和文件系统Page Cache的一些机制。 (未完待续...)

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LinuxLinux文件IO常规操作

前言 Linux 文件 IO 操作指的是在 Linux 系统上对文件进行读取和写入的操作。它是通过与文件系统交互来读取和写入文件中的数据。...在 Linux 中,文件被视为一系列字节的有序集合,每个文件都有一个相关联的文件描述符,用于标识该文件的唯一标识符。文件 IO 操作允许程序从文件读取数据或将数据写入文件。...fcntl(fd,F_GETFL); flgs|=O_NONBLOCK fcntl(fd,F_GETFL,flgs); 获取文件状态:F_GETFL 设置文件状态:F_SETFL 文件描述符 PCB进程控制块...与睡眠状态相对的是运行状态,在Linux内核中,处于运行状态的进程分为两种状态: 正在被调度执行。...CPU处于该进程的上下文环境中,程序计数器里保存着该进程的2指令地址,通常寄存器里保存着该进程运算过程的中间结果,正在执行该进程的指令,正在读写该进程的地址空间 就绪状态。

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Linux】高级IO --- Reactor网络IO设计模式

其实是有的,在网络编程中,select poll 只支持LT工作模式,而epoll除了LT工作模式外,还支持ET工作模式,不同的工作模式对应着不同的就绪事件通知策略,LT模式是这些IO接口的默认工作模式...其实在tcpServer.hpp讲解完毕之后,Reactor网络库的重点就已经实现完毕了,也就是网络IO层面上的处理连接到来,处理网络数据传输的工作,已经大功告成了。...无论是什么样就绪的事件,每个sock都会有对应的回调方法,所以处理就绪的事件很容易,直接回调connection内的对应方法即可,是读事件就调用读方法,是写事件就调用写方法,是异常事件,则在读方法或写方法中处理IO...我们今天所实现的服务器是半同步半异步的,半同步是说Reactor既保证了就绪事件的通知,同时又负责了IO,半异步指的是,今天的服务器还实现了业务处理。

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