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一. 概念
1. 典型的操作系统中的用户空间和内核空间的工作方式
用户空间是操作系统中供用户程序执行的部分。在用户空间中运行的程序通常无法直接访问系统的底层资源,例如内存、IO设备等。用户空间程序通过系统调用(System Call)向操作系统请求执行特权操作,如文件读写、网络通信等。当用户空间程序需要进行IO操作时,它们会通过系统调用将控制权转移到内核空间。
内核空间是操作系统的核心部分,负责管理系统的硬件和提供系统调用服务。在内核空间中运行的代码拥有最高的权限,并且可以直接访问系统的底层资源。当用户空间程序发起系统调用时,控制权会从用户空间切换到内核空间,内核空间中的相应系统调用处理程序会执行相应的操作,然后将结果返回给用户空间。
用户空间和内核空间之间的切换是操作系统中的重要机制,它保证了系统的安全性和稳定性,并提供了用户程序与系统底层资源之间的接口。
2. 同步I/O
同步I/O是一种I/O操作模型,其中程序在执行I/O操作时会被阻塞,直到操作完成为止。在同步I/O模型中,程序会在发起I/O请求后等待操作完成,期间无法执行其他任务。只有当I/O操作完成后,程序才能继续执行后续代码。
3. 异步I/O
异步IO(异步输入/输出)是一种编程模型,它允许程序在执行IO操作时不会阻塞线程。
在异步I/O模型中,通常使用事件驱动的方式来处理I/O操作。程序通过提交I/O请求,并注册相应的事件处理函数,在操作完成时,系统会触发相应的事件,并调用注册的事件处理函数来处理结果。
二. libuv基础
libuv围绕着事件驱动的异步I/O模型而设计,如下图所示
1. 句柄
句柄(handle):表示能够在活动时执行特定操作的长期存在的对象,例如 比如一个TCP连接,在整个TCP连接的生命周期中,句柄都是可用的,当断开连接后,句柄也应该随之释放。
2. 事件循环
事件循环是libuv的核心,它的主要职责是对 I/O 进行轮询,然后基于不同的事件源调度它们的回调函数。
其中网络I/O工作在非阻塞套接字上,这些循环依赖平台上的最佳机制进行轮询,比如在linux平台上使用epoll,在OSX上使用kqueue,在Windows上使用IOCP等机制,当这些网络I/O有数据到达的时候,libuv将通过回调函数去执行相应的操作。
对于文件I/O的操作,由于平台并未对文件I/O提供轮询机制,libuv通过线程池的方式阻塞他们,每个I/O将对应产生一个线程,并在线程中进行阻塞,当有数据可操作的时候解除阻塞,
三. hello world示例
/*
libuv学习
libuv的hello world程序,主要是创建一个event loop,然后运行它。
*/
#include <uv.h>
int main() {
uv_loop_t* loop = uv_default_loop();
uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);
uv_loop_close(loop);
return 0;
}
参考
libuv官方文档
https://libuv-docs-chinese.readthedocs.io/zh/latest/
chatgpt
https://chat.openai/
``
chatgpt
https://chat.openai/
本文标签: libuvHelloWorld
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