首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
精选内容/技术社群/优惠产品,尽在小程序
立即前往

linux 异步io 实例

Linux中的异步I/O(Asynchronous I/O,简称AIO)允许应用程序在发起I/O操作后继续执行其他任务,而无需等待I/O操作完成。当I/O操作完成时,系统会通过回调函数或者其他通知机制告知应用程序。这种机制可以显著提高应用程序的性能和响应能力,特别是在处理大量并发I/O操作时。

基础概念

  • 异步I/O:与同步I/O相对,异步I/O允许应用程序在等待I/O操作完成时继续执行其他任务。
  • 回调函数:当异步I/O操作完成时,系统会调用预先设定的回调函数来通知应用程序。

相关优势

  1. 提高性能:通过减少等待时间,异步I/O可以显著提高应用程序的性能。
  2. 增强响应能力:异步I/O使得应用程序在处理I/O操作时仍然能够响应其他事件或请求。
  3. 更好的资源利用率:通过并发处理多个I/O操作,异步I/O可以更有效地利用系统资源。

类型

  • 基于回调的异步I/O:当I/O操作完成时,系统调用回调函数通知应用程序。
  • 基于事件的异步I/O:应用程序通过监听事件来获知I/O操作的完成情况。

应用场景

  • 高并发服务器:处理大量并发连接时,异步I/O可以显著提高服务器的性能和响应能力。
  • 实时数据处理:在需要实时处理数据的应用中,异步I/O可以确保数据的及时处理和传输。

示例代码(使用Linux的AIO API):

下面是一个简单的Linux异步I/O示例代码,使用aio_read函数进行异步文件读取:

代码语言:txt
复制
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <aio.h>

#define BUFFER_SIZE 1024

int main() {
    int fd = open("testfile.txt", O_RDONLY);
    if (fd < 0) {
        perror("open");
        return 1;
    }

    char buffer[BUFFER_SIZE];
    struct aiocb cb;
    memset(&cb, 0, sizeof(cb));
    cb.aio_fildes = fd;
    cb.aio_nbytes = BUFFER_SIZE;
    cb.aio_buf = buffer;
    cb.aio_offset = 0;

    if (aio_read(&cb) < 0) {
        perror("aio_read");
        close(fd);
        return 1;
    }

    // 在这里可以执行其他任务,而无需等待aio_read完成

    // 等待aio_read完成
    while (aio_error(&cb) == EINPROGRESS) {
        // 可以在这里执行其他任务,或者使用sleep函数等待一段时间
    }

    int ret = aio_return(&cb);
    if (ret < 0) {
        perror("aio_return");
        close(fd);
        return 1;
    }

    printf("Read %d bytes: %s
", ret, buffer);

    close(fd);
    return 0;
}

问题解决

如果在实际应用中遇到异步I/O相关的问题,如性能瓶颈、数据丢失等,可以考虑以下几点进行排查和解决:

  1. 检查系统资源:确保系统具有足够的资源(如内存、CPU)来支持异步I/O操作。
  2. 调整AIO参数:根据实际情况调整AIO相关的系统参数,如aio_max_ops(最大异步I/O操作数)等。
  3. 优化代码逻辑:检查并优化异步I/O操作的代码逻辑,确保正确处理回调函数和事件通知机制。
  4. 使用性能分析工具:利用性能分析工具(如perfstrace等)对异步I/O操作进行性能分析和调优。
页面内容是否对你有帮助?
有帮助
没帮助

相关·内容

  • IO异步

    一、说明 对于耗时的过程,我们将其交给别人(如其另外一个线程)去执行,而我们继续往下处理,当别人执行完耗时操作后再将结果反馈给我们,这就是我们所说的异步 二、回调写法实现原理 ​```python import...”"" print(“开始执行IO操作”) time.sleep(5) print(“完成IO操作,并执行回调函数”) cb(“io result”) # 执行回调函数 threading.Thread...on_finish 说明:异步的特点是程序存在多个步调,即本属于同一个过程的代码可能在不同的步调上同时执行 三、协程写法实现原理 说明 在使用回调函数写异步程序时,需将本属于一个执行逻辑(处理请求a)的代码拆分成两个函数...而同步程序更便于理解业务逻辑,所以我们能否用同步代码的写法来编写异步程序 初始版本 import time 异步编程原理的最简易模型,但是,Tornado实现异步的机制不是线程,而是epoll,即将异步过程交给epoll执行并进行监视回调

    51210

    异步IO

    O.png 异步I/O 为什么要异步 I/O 在跨网络的结构下,并发已经是现代编程中的标准配备了 在浏览器中 JavaScript 执行与 UI 渲染共用一个线程 前端通过异步可以消除掉UI阻塞的现象...采用异步并发下载资源 多线程的代价在于创建 线程和执行期线程上下文切换的开销较大 但是串行执行的缺点在于性能 Node在两者之间给出了它的方案 利用单线程,远离多线程死锁、状态同步等问题 利用异 步I.../O,让单线程远离阻塞,以更好地使用CPU 异步 I/O 实现现状 非阻塞I/O跟阻塞I/O的差别为调用之后会立即返回 阻塞I/O造成CPU等待浪费 非阻塞带来的麻烦却是需要轮询去确 认是否完全完成数据获取...read select poll epoll kqueue Node 的异步 I/O 事件循环 在进程启动时,Node便会创建事件循环,循环执行事件关联的回调 观察者 每个事件循环中有一个或者多个观察者...非 I/O 的异步 API 定时器 实现原理与异步I/O比较类似,只是不需要I/O线程池的参与 定时器的问题在于,它并非精确的 process.nextTick() setTimeout(fn, 0)

    88610

    同步 IO 和异步 IO

    在 linux 中对 io 操作就是把内核态准备就绪的数据拷贝到用户态。 啥是内核态呢,内核态就是 linux 内核,用户态则是用户进程中的某个线程,即 io 操作其实就是内核态和用户态的切换。...io 操作大致分为两种: 文件 io 网络 io io 操作分为两步 发起 io 请求 接收处理 io 同步 io 和异步 io 最大的区别就是同步 io 的发起方(用户线程)会阻塞或轮询等待 io 完成...,而异步则是在发起 io 请求后立即返回继续执行后面的代码。...,所以需要阻塞用户态程序并等待 io 完成 异步 io 的特点 1、异步 io 在用户线程发起 io 请求后会立即返回继续执行后续的逻辑流 2、异步 io 是 io 的发起方,但内核态才是处理方 3、异步...总结以上几种 io 模型,除了最后一个是异步 io 模型,其它的 io 模型都是同步。

    1.4K30

    Linux 原生异步 IO 原理与使用(Native AIO)

    因为Linux存在很多第三方的异步 IO 库,如 libeio 和 glibc AIO。所以为了加以区别,Linux 的内核提供的异步 IO 就称为原生异步 IO。...本文主要介绍 Linux 原生 AIO 的原理和使用,所以不会对其他第三方的异步 IO 库进行分析,下面我们先来介绍 Linux 原生 AIO 的原理。 如 图2 所示: ?...Linux 原生 AIO 处理流程: 当应用程序调用 io_submit 系统调用发起一个异步 IO 操作后,会向内核的 IO 任务队列中添加一个 IO 任务,并且返回成功。...从上面的流程可以看出,Linux 的异步 IO 操作主要由两个步骤组成: 1) 调用 io_submit 函数发起一个异步 IO 操作。...2) 调用 io_getevents 函数获取异步 IO 的结果。 下面我们主要分析,Linux 内核是怎么实现异步 IO 的。

    4.2K10

    深入浅出:Linux设备驱动之异步通知和异步IO

    1、异步通知的概念和作用 影响:阻塞–应用程序无需轮询设备是否可以访问 非阻塞–中断进行通知 即:由驱动发起,主动通知应用程序 2、linux异步通知编程 2.1 linux信号 作用:linux系统中...xxx_release(struct inode *inode,struct file *filp) { xxx_fasync(-1,filp,0); ... return 0; } 3、linux2.6...异步I/O 同步I/O:linux系统中最常用的输入输出(I/O)模型是同步I/O,在这个模型中,当请求发出后,应用程序就会阻塞,知道请求满足 异步I/O:I/O请求可能需要与其它进程产生交叠 Linux...1 /*设置异步 I/O 请求*/2 void setup_io(...) 3 { 4 int fd; 5 struct sigaction sig_act; 6 struct aiocb my_aiocb...代码清单给出了使用回调函数作为 AIO 异步 I/O 请求完成的通知机制的例子 1 /*设置异步 I/O 请求*/2 void setup_io(...)3 {4 int fd;5 struct aiocb

    1.9K71

    什么是异步IO

    什么是异步IO 从API上来说,是一组非阻塞的IO API,不过这是废话。 换个角度:程序不因为IO调用而被阻塞,就可以说程序是异步的。 要理解这个回答,首先要知道什么是“异步”。...此处,把sleep 10s换成其他阻塞IO(比如write/read)是一模一样的。 但是这种做法已经比较接近了。 真正的异步 定时器 我们先不管IO。...IO 从“定时器”的例子里看到,只有一个线程放在那死循环,就可以完成成百上千个任务。原理是“仅当任务完成时,触发对应的任务回调”。 放到通用的IO,这个道理也是一样的(其实定时器也是IO的一种)。...IO的正常事件只有两个:1.可读,2.可写。异常事件通常是连接异常、连接断开、资源问题等。 按定时器的原理,异步IO原理可以扩展为:“仅当事件触发时,才进行回调”。 这些在应用层是无法感知的。...Linux Epoll 以往的select和poll,本质是轮询fd,看是fd是否可读或者可写等。原理就是遍历指定的几个fd,检查它们的可读写状态,然后告诉应用层。

    1.4K20

    flink异步io 转

    :http:  //apache-flink-mailing-list-archive.1008284.n3.nabble.com/DISCUSS-Proposal-for-Asynchronous-IO-in-FLINK-tt13497...AsyncCollector:对于每个输入流记录,将创建AsyncCollector并将其传递到用户的回调以获取异步i / o结果。...特定于用户的函数是collect,并且应该在异步操作完成或抛出错误时调用它们。...AsyncFunction.asyncInvoke(IN输入,AsyncCollector 收集器)之前,AsyncWaitOperator将尝试从AsyncCollectorBuffer 获取AsyncCollector 的实例...笔记 异步资源共享 对于在同一个TaskManager(也就是相同的JVM)中的不同插槽(任务工作者)之间共享异步资源(如连接到hbase,netty连接)的情况,我们可以使连接静态,以便同一进程中的所有线程都可以共享相同的实例

    1.3K10

    Flink 异步IO实战

    Flink source收到一条数据就会进行处理,如果需要通过这条数据关联外部数据源,例如mysql,在发出查询请求后,同步IO的方式是会等待查询结果再处理下一条数据的查询,也就是每一条数据都要等待上一个查询结束...而异步IO是指数据来了以后发出查询请求,先不等查询结果,直接继续发送下一条的查询请求,对于查询结果是异步返回的,返回结果之后再进入下一个算子的计算。这两种方式性能差距请看下的样例。...模拟异步查询之后,加上时间戳输出。...通过上面的例子可以看出,flink所谓的异步IO,并不是只要实现了asyncInvoke方法就是异步了,这个方法并不是异步的,而是要依靠这个方法里面所写的查询是异步的才可以。...否则像是上面query()方法那样,同样会阻塞查询相当于同步IO。在实现flink异步IO的时候一定要注意。官方文档也给出了相关的说明。

    1.8K20

    NodeJS异步IO解析

    NodeJS作为一个异步事件驱动的JavaScript运行时,旨在构建可扩展的网络应用程序。...遇到这些情况,我们就会想到异步的方式消除这些等待的问题,对于异步和同步的概念就不做介绍了。      ...在NodeJS中利用单线程,远离死锁、状态同步问题,利用异步I/O,让单线程远离阻塞,以便更好的使用CPU。...异步I/O是期望I/O的调用不再阻塞后续运算,将原有等待I/O完成这段时间分配给其他需要的业务去执行。        很多时候一些开发者对异步/同步和阻塞/非阻塞的概念有些分不清,这两者没有什么关联。...异步I/O有如下图: ? 三.NodeJS异步编程实例:    前面介绍了异步I/O的相关概念,这里提供一个异步I/O操作的实例: var config = require('.

    1.5K90

    Windows内核原理-同步IO与异步IO

    因此只要操作系统支持异步I/O,则可以极大的提升系统性能,最大程度的降低线程数量,减少线程上下文切换产生的性能损失。 在Windows下的异步I/O我们也可以称之为重叠(overlapped)I/O。...此使我们发出的I/O请求时,系统内核返回IO_PENDDING状态,然后线程就可以继续处理其他事情。...Windows支持原生的异步I/O。异步I/O也可以称为重叠I/O。...使用异步I/O时线程不会阻塞,系统底层将每个I/O请求生成I/O请求包(IRP)加入到设备驱动程序的请求队列中,然后直接返回IO_PENDDING状态表示请求受理成功,当底层设备完成了真实的I/O请求后会通过中断控制器通过中断操作通知...使用异步I/O和完成端口实现高性能I/O操作的主要原因有三点。

    1.8K10

    异步陷阱之IO篇

    很多教程和资料都强调流畅的用户体验需要异步来辅助,核心思想就是保证用户前端的交互永远有最高的优先级,让一切费时的逻辑通通放到后台,等到诸事完备,通知一下前端给个提示或者继续下一步。...什么情况会导致IO不可用呢?似乎一下子还真无从下手,作为开发人员,最容易想到的方法就是祭出IDE,直接挂上调试器,只要捕获到这个IO异常就好了。经过几次尝试,终于看到了IO异常了,如下图: ?...,所以,问题肯定发生在这里的异步处理。...IO,但是内部处理逻辑没有等待这个结果就直接走后续的逻辑了,这样导致在服务器运行在高IO并发的情况就很容易发生IO异常。...以上分析了问题,但如何解决呢(某PM话外音:那谁谁,快点啊,客户催着呢),很简单,去除调这个异步IO就可以了,好吧,代码一点也不简单,重写这个GetStream方法,保证获取的FileStream使用同步

    1.2K70
    领券