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Linux是一種開源的操作系統(tǒng)，具有穩(wěn)定性高、安全性好、容錯(cuò)性強(qiáng)且可定制性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在Linux系統(tǒng)中，串口的開發(fā)也占有重要的地位。串口可以用來(lái)連接外部設(shè)備和主機(jī)，比如燒寫單片機(jī)、控制硬件等操作。而Linux系統(tǒng)能夠支持多種串口編程模式，包括阻塞和非阻塞模式。在此文中，我們將介紹這兩種串口模式的不同之處以及它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中的使用。
一、串口基礎(chǔ)知識(shí)
串口（Serial Port）是一種用于連接計(jì)算機(jī)外部設(shè)備的接口。通常又被稱作RS-232C接口。串口是無(wú)需額外硬件控制器的簡(jiǎn)單通信接口。其常見參數(shù)包括數(shù)據(jù)位數(shù)、奇偶校驗(yàn)、流控制等，以達(dá)到串行通訊過程中的正確傳輸數(shù)據(jù)的目的 。一個(gè)傳輸數(shù)據(jù)的端口擁有兩根數(shù)據(jù)線，分別是發(fā)送（TxD）和接收（RxD）。
在Linux中，可以通過終端來(lái)訪問串口。通常在Linux系統(tǒng)默認(rèn)安裝了兩個(gè)終端，一個(gè)是控制臺(tái)（tty0-tty6），另一個(gè)是終端（tty）。
二、阻塞模式
在阻塞模式下，讀寫串口將會(huì)被阻塞。這意味著當(dāng)串口上沒有數(shù)據(jù)時(shí)，讀取阻塞函數(shù)將會(huì)一直等待，直到收到數(shù)據(jù)。同理，在寫入串口時(shí)，寫函數(shù)也將會(huì)一直阻塞，直到所有數(shù)據(jù)被寫入到串口緩沖區(qū)中。
阻塞模式的優(yōu)點(diǎn)在于它非常簡(jiǎn)單易懂。即使代碼分布在不同的地方，也可以保證讀寫串口的同步性。然而，這種方式的缺點(diǎn)在于當(dāng)多個(gè)線程都試圖讀取或者寫入串口時(shí)，這些請(qǐng)求將會(huì)一直被阻塞，從而導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。
阻塞模式的代碼實(shí)現(xiàn)方法與打開一個(gè)普通的文件類似?？梢酝ㄟ^Linux中的open()函數(shù)打開串口設(shè)備文件，然后用read() 和write()函數(shù)來(lái)分別讀取和寫入串口數(shù)據(jù)。
三、非阻塞模式
同樣地，在非阻塞模式下，讀寫操作不會(huì)被允許直接阻塞。如果串口上沒有數(shù)據(jù)可讀，那么讀操作將立即返回EAGN錯(cuò)誤。寫操作也是如此，如果寫緩沖區(qū)已滿，那么寫操作將立即返回EAGN 錯(cuò)誤。
非阻塞模式的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)需要多個(gè)串口請(qǐng)求處理時(shí)，它能夠充分利用進(jìn)程的任務(wù)并行執(zhí)行。并且，非阻塞模式能夠在高并發(fā)訪問時(shí)有效避免死鎖的問題。但是，它同時(shí)也不是很好維護(hù)，需要一些額外的處理操作。
在非阻塞模式下，需要使用poll（）和select（）等函數(shù)進(jìn)行輪詢。這些函數(shù)會(huì)等待數(shù)據(jù)可讀或者可寫，并在可讀可寫的時(shí)候通知程序。
四、阻塞和非阻塞模式的比較
阻塞模式與非阻塞模式的比較如下：
阻塞模式：同步方式，可靠性高，但缺乏靈活性和處理能力，當(dāng)有多個(gè)串口需要處理時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的等待時(shí)間，并且會(huì)消耗大量的CPU資源。
非阻塞模式：異步方式，具有更高的并發(fā)性和處理能力，但其可靠性往往不如阻塞模式。
圖形化的比較：
阻塞模式 非阻塞模式
同步方式 異步方式
可靠性高 可靠性相對(duì)低
缺乏靈活性 更高的并發(fā)性和處理能力
會(huì)消耗大量的CPU資源 更好在高并況下使用
五、結(jié)論
在串口編程中，阻塞和非阻塞模式是兩種常見的實(shí)現(xiàn)方式。阻塞模式具有可靠性高的特點(diǎn)，但是不適合在高并況下使用。相較于阻塞模式，非阻塞模式充分利用了系統(tǒng)的處理能力，但是因其“異步”所以其可靠性相對(duì)較低。在實(shí)際應(yīng)用中，開發(fā)人員應(yīng)根據(jù)具體情況去選擇一種合適的模式。同時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)妮喸兎绞揭彩潜ＷC系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)鍵，開發(fā)人員需要充分了解每種輪詢方式的特點(diǎn)。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- 各位大俠，我寫了一個(gè)linux下我寫了個(gè)程序驗(yàn)證串口接收數(shù)據(jù)情況，是個(gè)死循環(huán)read，發(fā)現(xiàn)串口需要分多次read
各位大俠，我寫了一個(gè)linux下我寫了個(gè)程序驗(yàn)證串口接收數(shù)據(jù)情況，是個(gè)死循環(huán)read，發(fā)現(xiàn)串口需要分多次read
將串口打開模式設(shè)為非阻塞模式,用多線程實(shí)現(xiàn).
首先，默認(rèn)的串口文件的緩存方式型猜是無(wú)緩沖。其次，串口在發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候不是連續(xù)的。
比如，串口要給你0x62,0x77。那么他就先發(fā)0x62后發(fā)0x77。而如果你在他發(fā)完0x62的時(shí)候馬上就read()那就會(huì)只得到0x62.而0x77要再read一次。
如果你想一次就全讀上來(lái)，那有兩個(gè)方法。宴兄
1：你自己寫一個(gè)讀串口的函數(shù)，里面調(diào)用read；
例如：
int tipc_read_socket( int sockfd, char *buf, int len )
{
int count = 0; //每次讀取字節(jié)數(shù)
int pos = 0; //總共讀取字節(jié)數(shù)
pos = 0;
do {
count = read(sockfd, &buf, len – pos);
//printf(“tipc_read_socket:count\n”, count);
if( 0 > count )
{
if( EINTR == errno )
continue;
//當(dāng)設(shè)置為non block的時(shí)候，之一次把所有的數(shù)晌租襲據(jù)讀取完以后，第二次的結(jié)果為-1.
return( pos );
}
if( 0 == count ) break; /* Nothing left! */
pos += count;
} while( len > pos );
return( pos );}
2：你設(shè)置一下輸入輸出屬性。
struct termios newtio;
bzero( &newtio, sizeof( newtio ) );
newtio.c_cc = ***;
newtio.c_cc = ***;
tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio);
這個(gè)里面的VTIME，VMIN。就是讀等待的時(shí)間。
設(shè)置了以后，比如你讀0x62的時(shí)候read，那么他會(huì)等待你設(shè)置的時(shí)間，如果在這個(gè)時(shí)間里面0x77來(lái)了，那他會(huì)把0x62和0x77一起返回給你。這個(gè)時(shí)間跟波特率有關(guān)，應(yīng)該是設(shè)置為在某種波特率的情況下連續(xù)兩字節(jié)的更大間隔時(shí)間。
你read給的參數(shù)是什么？
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