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隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，異步編程方式越來(lái)越被重視。其中，Linux系統(tǒng)下的異步編程是非常重要的一種實(shí)現(xiàn)方式。本文將介紹Linux函數(shù)異步實(shí)現(xiàn)的方式，并深入分析其實(shí)現(xiàn)原理。
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一、什么是異步編程
在介紹Linux函數(shù)異步實(shí)現(xiàn)方式之前，首先需要了解異步編程的基本概念。異步編程是一種編寫(xiě)代碼的方式，主要是通過(guò)回調(diào)函數(shù)來(lái)處理程序中的事件。異步編程方式非常適合處理I/O操作、網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求等等多個(gè)并發(fā)性高的任務(wù)。異步編程方式和其他編寫(xiě)代碼的模式相比，具有更高的并發(fā)性、更快的響應(yīng)速度和更高的效率。
在異步編程中，一個(gè)請(qǐng)求可以發(fā)出到系統(tǒng)中，并在后臺(tái)工作完成之后再返回調(diào)用函數(shù)。這種編程方式可以將完成一個(gè)任務(wù)所需的時(shí)間分成兩部分，即啟動(dòng)異步任務(wù)和異步任務(wù)的事件處理部分。在這個(gè)過(guò)程中，異步任務(wù)啟動(dòng)之后，可以進(jìn)行其他的任務(wù)，而不需要等待當(dāng)前任務(wù)執(zhí)行完成才能啟動(dòng)其他的任務(wù)。
二、Linux函數(shù)異步實(shí)現(xiàn)方式
Linux系統(tǒng)下的異步編程方式主要是通過(guò)I/O多路復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。這種技術(shù)特別適合處理并發(fā)的I/O請(qǐng)求。Linux系統(tǒng)下提供了一個(gè)I/O多路復(fù)用機(jī)制，也就是select()函數(shù)，來(lái)處理多個(gè)I/O請(qǐng)求。但是，select()函數(shù)并不是異步I/O的實(shí)現(xiàn)方式，因?yàn)閟elect()函數(shù)會(huì)將調(diào)用的進(jìn)程阻塞住，直到I/O操作完成之后才返回結(jié)果。如果該方式不能滿(mǎn)足需求，就需要使用其他的異步I/O方式了。
Linux的異步I/O機(jī)制主要有以下幾種方式：
1. 信號(hào)驅(qū)動(dòng)I/O（Signal-driven I/O）
在信號(hào)驅(qū)動(dòng)I/O方式中，程序會(huì)先注冊(cè)一個(gè)I/O事件并指定一個(gè)回調(diào)函數(shù)，然后系統(tǒng)會(huì)在I/O事件完成后給應(yīng)用程序發(fā)送一個(gè)信號(hào)，應(yīng)用程序會(huì)在信號(hào)接收到后執(zhí)行指定的回調(diào)函數(shù)進(jìn)行事件處理。這種方式相比于select()函數(shù)方法有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是不會(huì)像select()函數(shù)一樣將調(diào)用進(jìn)程阻塞住，可以在等待I/O操作完成的同時(shí)去處理其他任務(wù)。
而且，對(duì)于單一進(jìn)程中的多個(gè)I/O操作也可以進(jìn)行事件處理的統(tǒng)一管理，保持進(jìn)程在處理I/O操作時(shí)不會(huì)出現(xiàn)阻塞。
2. 異步I/O（Asynchronous I/O）
在Linux平臺(tái)下，異步I/O使用的函數(shù)是o_read和o_write。這兩個(gè)函數(shù)使用內(nèi)核中的異步I/O框架，可以初始化一個(gè)異步操作，然后在操作完成后調(diào)用一個(gè)回調(diào)函數(shù)來(lái)處理這個(gè)操作。
這種方式的優(yōu)點(diǎn)是，在等待I/O操作完成的同時(shí)，進(jìn)程可以進(jìn)行其他任務(wù)，提升了進(jìn)程的效率，同時(shí)也可以處理多個(gè)I/O操作，并統(tǒng)一事件回調(diào)。不過(guò)，此方式需要使用到新的異步I/O庫(kù)函數(shù)調(diào)用。
3. epoll
epoll是一種更加高效的I/O多路復(fù)用方式，在Linux中擁有極高的應(yīng)用價(jià)值。使用epoll的單線程能夠處理非常多的連接請(qǐng)求，而select方式最多只能處理1024個(gè)。epoll使用內(nèi)核事件通知機(jī)制，處理I/O事件時(shí)，內(nèi)核會(huì)將事件通知給應(yīng)用程序，并以回調(diào)函數(shù)的形式進(jìn)行處理。
與信號(hào)驅(qū)動(dòng)I/O和異步I/O方式相比，epoll可以對(duì)多個(gè)事件進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，并對(duì)所有監(jiān)聽(tīng)事件進(jìn)行狀態(tài)更新，提升了I/O操作處理的效率。
三、Linux函數(shù)異步實(shí)現(xiàn)的原理
Linux函數(shù)異步實(shí)現(xiàn)的方法主要是基于操作系統(tǒng)內(nèi)核中的I/O多路復(fù)用機(jī)制。異步調(diào)用語(yǔ)義的特征是被調(diào)用函數(shù)不會(huì)阻塞。
Linux下異步函數(shù)調(diào)用的過(guò)程是這樣的：在客戶(hù)端請(qǐng)求發(fā)出后，操作系統(tǒng)將客戶(hù)端傳入的參數(shù)按上下文參數(shù)的形式復(fù)制到一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，并返回該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針。當(dāng)請(qǐng)求處理完畢后，操作系統(tǒng)將結(jié)果或錯(cuò)誤碼寫(xiě)入該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中并喚醒應(yīng)用程序的通知機(jī)制，通知應(yīng)用程序已經(jīng)完成該次請(qǐng)求，并將結(jié)果傳入應(yīng)用程序。
Linux的異步函數(shù)實(shí)現(xiàn)方式主要是通過(guò)I/O多路復(fù)用機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這種機(jī)制可以讓調(diào)用這些函數(shù)的進(jìn)程不會(huì)被阻塞，繼續(xù)接受和處理其他任務(wù)。對(duì)于Linux內(nèi)置的異步函數(shù)，如信號(hào)驅(qū)動(dòng)I/O和epoll方式，是使用內(nèi)核中的事件通知機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它們使用的是在內(nèi)核空間中提前注冊(cè)好的回調(diào)函數(shù)進(jìn)行事件響應(yīng)處理。而異步I/O方式使用了o_read和o_write函數(shù)，通過(guò)異步I/O操作的狀態(tài)值在內(nèi)核中更新事件狀態(tài)并觸發(fā)回調(diào)函數(shù)實(shí)現(xiàn)異步操作。
四、
本文介紹了Linux函數(shù)異步實(shí)現(xiàn)方式，主要是基于Linux內(nèi)核中的I/O多路復(fù)用機(jī)制，在程序中使用回調(diào)函數(shù)來(lái)處理I/O事件，可以提高程序的執(zhí)行效率和響應(yīng)速度。具體的實(shí)現(xiàn)方式有信號(hào)驅(qū)動(dòng)I/O、異步I/O和epoll等。不同的實(shí)現(xiàn)方式有不同的應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)于需要處理多個(gè)連接請(qǐng)求的程序，epoll方式會(huì)比較適用，而對(duì)于I/O處理有限并且異步操作時(shí)間短的程序，信號(hào)驅(qū)動(dòng)I/O和異步I/O方式也需要考慮。
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如何在Linux環(huán)境下開(kāi)啟socket服務(wù)用于異步處理
file_get_contents函數(shù)慢的話(huà)，可以基襪敏試下curl，效率比較高一些，排查一下原因。
fsockopen 函好前數(shù)需要 PHP.ini 中開(kāi)啟 allow_url_fopen 選項(xiàng)，檢查一下搏枝。
關(guān)于linux 函數(shù)異步的介紹到此就結(jié)束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關(guān)注本站。
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