1.多路复用
- I/O 处理的模型有 5 种。
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阻塞 I/O 模型：
在这种模型下，若所调用的 I/O 函数没有完成相关的功能，则会使进程挂起，直到相关数据到达才会返回。- 对管道设备、终端设备和网络设备进行读写时经常会出现这种情况。
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非阻塞 I/O 模型：
在这种模型下，当请求的 I/O 操作不能完成时，则不让进程睡眠，而且立即返回。- 非阻塞
I/O使用户可以调用不会阻塞的I/O操作，如open()、write()和read()。 如果该操作不能完成，则会立即返回出错（例如：打不开文件）或者返回 0（例如：在缓冲区中没有数据可以读取或者没有空间可以写入数据）。
- 非阻塞
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I/O 多路转接模型：
在这种模型下，如果请求的 I/O 操作阻塞，且它不是真正阻塞 I/O，而是让其中的一个函数等待，在这期间，I/O 还能进行其他操作。select()和poll()函数就是属于这种模型。
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信号驱动 I/O 模型：
在这种模型下，通过安装一个信号处理程序，系统可以自动捕获特定信号的到来，从而启动 I/O。- 这是由内核(
Kernel)通知用户(Notice User)何时可以启动一个I/O操作决定的。
- 这是由内核(
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异步 I/O 模型：
在这种模型下，当一个描述符已准备好，可以启动 I/O 时，进程会通知内核。- 现在并不是所有的系统都支持这种模型。
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graph LR
H[I/O处理模型]-->J0(阻塞 I/O模型)---所调用的IO函数没有完成相关的功能,则会使进程挂起,直到相关数据到达才会返回
H[I/O处理模型]-->J1(非阻塞 I/O模型)---请求的IO操作不能完成时,则不让进程睡眠,而且立即返回
H[I/O处理模型]-->J2(I/O 多路转接模型)---其非真正阻塞IO,而是让其中的一个函数等待,在这期间IO还能进行其他操作
H[I/O处理模型]-->J3(信号驱动I/O模型)---安装一个信号处理程序,系统可以自动捕获特定信号的到来从而启动IO
H[I/O处理模型]-->J4(异步I/O模型)---当一个描述符已准备好,可以启动IO时,进程会通知内核
2.标准I/O操作
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在运行系统调用时，Linux 必须从用户态切换到内核态，执行相应的请求，然后再返回到用户态，所以应该尽量减少系统调用的次数，从而提高程序的效率。标准 I/O 提供流缓冲的目的就是尽可能减少使用
read()和write()等系统调用的数量。 -
标准 I/O 提供了 3 种类型的缓冲存储:
- 全缓冲：
在这种情况下，当填满标准 I/O 缓存后才进行实际 I/O 操作。存放在磁盘上的文件通常是由标准 I/O 库实施全缓冲的。 在一个流上执行第一次 I/O 操作时，通常调用malloc()就是使用全缓冲。 - 行缓冲：
在这种情况下，当在输入和输出中遇到行结束符时，标准 I/O 库执行 I/O 操作。这允许我们一次输出一个字符（如fputc()函数），但只有写了一行之后才进行实际 I/O 操作。 标准输入和标准输出就是使用行缓冲的典型例子。 - 不带缓冲：
标准 I/O 库不对字符进行缓冲。如果用标准 I/O 函数写若干字符到不带缓冲的流中，则相当于用系统调用write()函数将这些字符全写到被打开的文件上。 标准出错stderr通常是不带缓存的，这就使得出错信息可以尽快显示出来，而不管它们是否含有一个行结束符。
- 全缓冲：
graph LR
K[标准 I/O 操作]---M[基于流缓冲]-->L0[全缓冲]---当填满标准IO缓存后才进行实际IO操作
M-->L1[行缓冲]---当在输入和输出中遇到行结束符时,标准IO库执行IO操作
M-->L2[无缓冲]---标准IO库不对字符进行缓冲
graph LR
S(基本操作函数)-->N(打开文件操作)-->M0(fopen函数)---以指定打开文件的路径和模式
N-->M1(fdopen函数)---指定打开的文件描述符和模式
N-->M2( freopen函数)---可指定打开的文件/模式以及特定的IO流
S-->K(关闭文件操作)-->L(fclose函数)---将缓冲区内的数据全部写入到文件中并释放系统所提供的文件资源
S-->B(读取文件操作)-->C(fread函数)---在文件流被打开之后,可对文件流进行读取操作
S-->A(写入文件操作)-->D(fwrite函数)---对指定的文件流进行写操作
参考文献:《Linux嵌入式应用程序开发标准教程》
