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今天在看UNP6.5節(jié),學習到了select與stdio混用的后果。特此進程實驗一番。再實驗之前需明確一下幾點:
1.stdio流的i/o函數(shù) 與 系統(tǒng)i/o函數(shù)不同。stdio流函數(shù)在用戶空間和內核都有緩沖,系統(tǒng)i/o函數(shù)只在內核有緩沖,用戶空間沒有。
2.stdio流的i/o函數(shù)緩沖機制:在面對文件時候用的是全緩沖,面對設備的時候用的行緩沖。(等下試驗用的是鍵盤和屏幕),所以實驗用的stdio函數(shù)采用行行緩沖。
3.select函數(shù)對于某一個描述符是否準備好可讀可寫,是對內核緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)是否達到某一個最低標準,而不是用戶緩沖區(qū)。也就是說select函數(shù)不知道用戶緩沖區(qū)的存在。
首先寫了一個系統(tǒng)i/o函數(shù) 簡單的select函數(shù)程序:

程序給select函數(shù)只設置的鍵盤的描述符。也就是說如果鍵盤的描述符準備好了就不再阻塞。但是這里有一個問題,解除阻塞后,我們最多只從內核緩沖區(qū)讀3個字節(jié),這個時候就會有兩個情況:
(1)內核空間本來存儲的數(shù)據(jù)就小于等于3個字節(jié),全被讀走。那下次再次調用select函數(shù),應該肯定會阻塞的,因為鍵盤輸入的內核緩沖區(qū)已經沒有數(shù)據(jù)了。
情況如下(內核空間只有3個字節(jié):1 2 \n):

(2)如果內核空間的數(shù)據(jù)多余3個字節(jié),但是因為最多只能讀3個字節(jié),就必將導致內核中有數(shù)據(jù)讀不完。那么下次再遇到select函數(shù)的時候是否會阻塞呢?
情況見下:

當我們輸入5個字符時候(1 2 3 4 \n),第一次read掉3個字符,內核空間還剩下2個字符,然后再次碰到select函數(shù),默認情況下如果鍵盤內核空間字符數(shù)大于1,select是不會阻塞鍵盤描述符的。結果也印證了,又read了2個字節(jié),并沒有堵塞。
綜上所述select是可以看見內核空間的緩沖區(qū)的。那到底能不能看見用戶空間緩沖區(qū)呢?我們換成stdio流的i/o函數(shù)繼續(xù)實驗。
--------------------------------------------------------------------
stdio流的i/o函數(shù)使用select函數(shù)的程序如下:

程序用stdio流的getc函數(shù)從鍵盤讀數(shù)據(jù),運行結果如下:

我們輸入5個字符(1 2 3 4 \n),結果只輸出了1個字符,然后就阻塞了。我們分析一下,首先輸入5個字符,這5個字符被放入用戶緩沖區(qū),因為最后一個是換行符并且stdio面對設備使用行緩沖機制,所以這5個字符馬上接著被從用戶緩沖區(qū)刷入內核緩沖區(qū)。然后調用select函數(shù),select函數(shù)發(fā)現(xiàn)內核空間中有數(shù)據(jù),于是不阻塞返回。接著getc函數(shù)從用戶空間輸出緩沖區(qū)取一個字符,因為用戶空間輸出緩沖區(qū)沒有數(shù)據(jù),于是把內核空間的數(shù)據(jù)調入一行給用戶空間輸出緩沖區(qū),然后getc返回。接著又碰上select函數(shù),因為內核緩沖空間的數(shù)據(jù)已經被放入用戶空間輸出緩沖區(qū)了,所以內核緩沖沒有數(shù)據(jù),那么select認為鍵盤沒有準備好,所以阻塞。雖然阻塞了,但需要注意的時候這個時候,用戶空間是有4個字符數(shù)據(jù)的,被select函數(shù)無視了。

接下來假設我們再輸入2個字符(1 \n),將會發(fā)生什么呢?

輸出一對東西,這是怎么回事,我們繼續(xù)分析。當輸入2個字符(1 \n)的時候,內核空間緩沖沒有數(shù)據(jù),用戶空間輸出緩沖有4個字符。2個字符根據(jù)上一段同樣原理,被刷入內核空間緩沖區(qū)。select函數(shù)被調用,發(fā)現(xiàn)有2個字符,于是不阻塞返回。getc函數(shù)從用戶輸出緩沖取出一個字符,打印stardard... --2然后返回。再次循環(huán),調用select函數(shù)。關鍵來了,這里跟上次不一樣了。這個時候內核空間的緩沖中還有上次遺留的2個字符,所以依然不阻塞返回,調用getc函數(shù)繼續(xù)打印。。。這里的關鍵是,getc函數(shù)。getc函數(shù)在用戶輸出緩沖中有數(shù)據(jù)的時候,不會把內核空間緩沖中的數(shù)據(jù)移入用戶空間的輸出緩沖,使得內核空間緩沖一直留有數(shù)據(jù)。這將會持續(xù)到用戶空間輸出緩沖的數(shù)據(jù)被取完為止。所以上述奇怪的打印結果就可以解釋的了。
綜上所述,select函數(shù)確實是看不見用戶空間緩沖的尋在的。
所以如果在使用select函數(shù)的時候,要謹慎使用stdio流函數(shù)。
今天在看UNP6.5節(jié),學習到了select與stdio混用的后果。特此進程實驗一番。再實驗之前需明確一下幾點:
1.stdio流的i/o函數(shù) 與 系統(tǒng)i/o函數(shù)不同。stdio流函數(shù)在用戶空間和內核都有緩沖,系統(tǒng)i/o函數(shù)只在內核有緩沖,用戶空間沒有。
2.stdio流的i/o函數(shù)緩沖機制:在面對文件時候用的是全緩沖,面對設備的時候用的行緩沖。(等下試驗用的是鍵盤和屏幕),所以實驗用的stdio函數(shù)采用行行緩沖。
3.select函數(shù)對于某一個描述符是否準備好可讀可寫,是對內核緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)是否達到某一個最低標準,而不是用戶緩沖區(qū)。也就是說select函數(shù)不知道用戶緩沖區(qū)的存在。
首先寫了一個系統(tǒng)i/o函數(shù) 簡單的select函數(shù)程序:

程序給select函數(shù)只設置的鍵盤的描述符。也就是說如果鍵盤的描述符準備好了就不再阻塞。但是這里有一個問題,解除阻塞后,我們最多只從內核緩沖區(qū)讀3個字節(jié),這個時候就會有兩個情況:
(1)內核空間本來存儲的數(shù)據(jù)就小于等于3個字節(jié),全被讀走。那下次再次調用select函數(shù),應該肯定會阻塞的,因為鍵盤輸入的內核緩沖區(qū)已經沒有數(shù)據(jù)了。
情況如下(內核空間只有3個字節(jié):1 2 \n):

(2)如果內核空間的數(shù)據(jù)多余3個字節(jié),但是因為最多只能讀3個字節(jié),就必將導致內核中有數(shù)據(jù)讀不完。那么下次再遇到select函數(shù)的時候是否會阻塞呢?
情況見下:

當我們輸入5個字符時候(1 2 3 4 \n),第一次read掉3個字符,內核空間還剩下2個字符,然后再次碰到select函數(shù),默認情況下如果鍵盤內核空間字符數(shù)大于1,select是不會阻塞鍵盤描述符的。結果也印證了,又read了2個字節(jié),并沒有堵塞。
綜上所述select是可以看見內核空間的緩沖區(qū)的。那到底能不能看見用戶空間緩沖區(qū)呢?我們換成stdio流的i/o函數(shù)繼續(xù)實驗。
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stdio流的i/o函數(shù)使用select函數(shù)的程序如下:

程序用stdio流的getc函數(shù)從鍵盤讀數(shù)據(jù),運行結果如下:

我們輸入5個字符(1 2 3 4 \n),結果只輸出了1個字符,然后就阻塞了。我們分析一下,首先輸入5個字符,這5個字符被放入用戶緩沖區(qū),因為最后一個是換行符并且stdio面對設備使用行緩沖機制,所以這5個字符馬上接著被從用戶緩沖區(qū)刷入內核緩沖區(qū)。然后調用select函數(shù),select函數(shù)發(fā)現(xiàn)內核空間中有數(shù)據(jù),于是不阻塞返回。接著getc函數(shù)從用戶空間輸出緩沖區(qū)取一個字符,因為用戶空間輸出緩沖區(qū)沒有數(shù)據(jù),于是把內核空間的數(shù)據(jù)調入一行給用戶空間輸出緩沖區(qū),然后getc返回。接著又碰上select函數(shù),因為內核緩沖空間的數(shù)據(jù)已經被放入用戶空間輸出緩沖區(qū)了,所以內核緩沖沒有數(shù)據(jù),那么select認為鍵盤沒有準備好,所以阻塞。雖然阻塞了,但需要注意的時候這個時候,用戶空間是有4個字符數(shù)據(jù)的,被select函數(shù)無視了。

接下來假設我們再輸入2個字符(1 \n),將會發(fā)生什么呢?

輸出一對東西,這是怎么回事,我們繼續(xù)分析。當輸入2個字符(1 \n)的時候,內核空間緩沖沒有數(shù)據(jù),用戶空間輸出緩沖有4個字符。2個字符根據(jù)上一段同樣原理,被刷入內核空間緩沖區(qū)。select函數(shù)被調用,發(fā)現(xiàn)有2個字符,于是不阻塞返回。getc函數(shù)從用戶輸出緩沖取出一個字符,打印stardard... --2然后返回。再次循環(huán),調用select函數(shù)。關鍵來了,這里跟上次不一樣了。這個時候內核空間的緩沖中還有上次遺留的2個字符,所以依然不阻塞返回,調用getc函數(shù)繼續(xù)打印。。。這里的關鍵是,getc函數(shù)。getc函數(shù)在用戶輸出緩沖中有數(shù)據(jù)的時候,不會把內核空間緩沖中的數(shù)據(jù)移入用戶空間的輸出緩沖,使得內核空間緩沖一直留有數(shù)據(jù)。這將會持續(xù)到用戶空間輸出緩沖的數(shù)據(jù)被取完為止。所以上述奇怪的打印結果就可以解釋的了。
綜上所述,select函數(shù)確實是看不見用戶空間緩沖的尋在的。
所以如果在使用select函數(shù)的時候,要謹慎使用stdio流函數(shù)。