一、基础知识。
1：普通IO类型。
1，非阻塞IO：发出open/read/write等IO操作，并使这些操作不会永远阻塞。当不能完成时，会立即出错返回。
1）非阻塞的两种标志方式：指定标志：O_NONBLOCK。
2）非阻塞语义：文件状态标志的更改影响同一文件表项的所有用户，但与通过其他文件表项对同一设备的访问无关。（关联于文件表项）
2，异步IO（asynchronous IO）。
1）机制：当描述符准备号可以进程IO时，发送一个信号通知进程。
1-仅当描述符引用中断设备或网络时，它才能起作用。
2-这种信号对每个进程都只有一个。
3：IO多路转接（IO multiplexing）。
1）机制：构造一个包含描述符的列表，然后调用一个函数。当描述符中的一个准备好进程IO操作时，该函数才返回。
2）系统并不主动告知任何信息。需要我们使用函数取查询文件描述符。
4：POSIX异步IO：为不同类型的文件进行异步IO提供例一套一致的方法。
1）异步IO操作必须显式的指定偏移量。异步IO接口并不影响由操作系统维护的文件偏移量。
2）使用追加模式时，aio_offset字段会被系统忽略。
5：储存映射IO。
1）机制：将一个磁盘文件映射到储存空间中的一段缓冲区上。
2：终端IO。
1，两种工作模式。
1）规范模式输入处理：按行处理，以行为结束。默认为规范模式。
2）非规范模式输入处理：按各自的规则处理。
3）规范模式下，有下列几种情况会造成读返回：请求字节数已读到，接收到行定界符，捕捉到信号。
4）非规范模式的四种情况。TIME和MIN是termios结构中c_cc数组的两个变量。
| MIN > 0 | MIN == 0 | |
| TIME > 0 |
A：在定时器超时前， read返回[MIN, nbytes]； 如果定时器超时， read返回[1, MIN]； （TIME=字节间定时器。调用者无限期阻塞。） |
C：在定时器超时前， read返回[1, nbytes]； 如果定时器超时， read返回0. （TIME=read定时器） |
| TIME == 0 |
B：当有可用数据时， read返回：[MIN, nbytes] (调用者可无限期阻塞) |
D：read立即返回[0, nbytes] |
2，POSIX.1 定义了11个特殊输入字符，其中9个可以更改。
3，终端设备是由通常位于内核中的终端驱动程序控制的，每个终端设备都由一个输入队列和一个输出队列。
1）输入队列填满时，系统性为依赖实现。
2）输出队列填满时，进程通常休眠。直到队列有可用空间。
4，终端IO函数汇总。
| 函数 | 说明 |
| tcgetattr | 获取属性 |
| tcsetattr | 设置属性 |
| cfgetispeed | 获取输入速度 |
| cfgetospeed | 获取输出速度 |
| cfsetispeed | 设置输入速度 |
| cfsetospeed | 设置输出速度 |
| tcdrain | 等到所有输出都被传输 |
| tcflow | 挂起 传输或接收 |
| tcflush | 冲洗未决输入和/或输出 |
| tcsendbreak | 发送BREAK字符 |
| tcgetpgrp | 获得前台进程组ID |
| tcsetpgrp | 设置前台进程组ID |
| tcgetsid | 得到控制TTY的会话首进程的进程组ID |
5，波特率：指位/秒(bit per second)。
1）一般系统都定义了协议以外的波特率。
6，伪终端。
1）含义：指对于一个应用程序而言，它看上去像一个终端。但事实上并不是一个真正的终端。
2）几个经典的用途P581（未完全了解。）。
1-网络登录服务器。
2-窗口系统终端模拟。
3-script程序。
4-expect程序。
5-运行协同进程。
6-观看长时间运行的程序的输出。
3：IO相关：记录锁功能
1，记录锁功能（字节范围锁）：一个进程正在读/修改文件的某个部分时，使用记录锁可以阻止其他进程修改同一个文件区。
1）它可以只锁住文件的一段区域。控制上更为精确。
2）共享读和独占写的控制模式和读写锁类似。
3）单个进程在同一区域设置第二把锁时，会覆盖之前的锁。
4）加读锁时，描述符必须时读打开；加写锁时，必须是写打开。
2，锁的隐含继承和释放。
1）当一个进程终止时，它建立的锁全部释放。当一个描述符关闭时，进程通过描述符设置的锁也会释放。
2）由fork产生的子进程不继承父进程设置的锁。
3）执行exec后，新程序可以继承原执行程序的锁（和上条似乎存在矛盾）。
3，合作进程：一个库的所有函数都以一致的方法处理记录锁，则称使用这些函数访问数据库的进程集为合作进程。
4，强制性锁：该锁会让内核见车每一个IO函数，验证调用进程是否违背了正在访问的文件上的某一把锁。
1）打开方式：对特定文件打开其设置组ID位，关闭组执行位（无法理解）。
2）建议锁的含义？
3）强制性锁存在缺陷，是可以避开的。
4：其他。
1，轮询：一段时间，调用一次期望的进程/函数。
1）多任务系统中，尽量避免使用此方法。
2，BSD派生系统中，异步IO是信号SIGIO 和 SIGURG 的组合。
1）SIGIO：通用异步IO信号。
2）SIGURG：通知进程网络连接上的带外数据已经到达。
二、相关函数。
1：多路转接IO
<sys/select.h>
1 多路转接的查询函数。
int select( int maxfdp1, fd_set *restrict readfds, fd_set *restrict writefds, fd_set *restrict exceptfds, struct timeval *restrict tvptr );
// 1 输入：描述符，描述符条件（读/写/异常），等待时间。
// 2 输出：描述符总量，已准备好的描述符条件
// 3 参数tvptr： ==NULL 永远等待， ==0 不等待， !=0 等待具体时间。无const，无法保证不被修改。。
// 4 fd_set类型参数（写/读/异常条件）： 当参数==NULL时，表示不关心此参数。
// 5 参数maxfdp1：最大文件描述符编号+1.
// 6 返回值：出错-1，0 表示没准备好的描述符， >0 已准备好的描述符数之和。
int pselect( int maxfdp1, fd_set *restrict readfds, fd_set *restrict writefds, fd_set *restrict exceptfds, const struct timespec *restrict tsptr, const sigset_t *restrict sigmask );
// 1 提供高精度，并超时值无法改变。
// 2 可使用 信号屏蔽字。
int poll( struct pollfd fdarray[], nfds_t nfds, int timeout );
// 1 将我们感兴趣的描述符写进 pollfd 数组中。
// 2 参数 nfds：指定数组元素个数。
// 3 参数timeout：-1 永远等待，0 不等待，>0 等待具体时间。
2 数据类型 fd_set 的处理函数/宏（取决于实现成函数，还是宏）。
int FD_ISSET( int fd, fd_set *fdset ); // 指定位是否已打开。
void FD_CLR( int fd, fd_set *fdset ); // 清除某一个位。
void FD_SET( int fd, fd_set *fdset ); // 设置某一个位。
void FD_ZERO( fd_set *fdset ); // 所有位设置为0。
// 1 fd_set类型中，一个文件描述符占据一位。通常来说 位上置1 表示条件满足（不确定具体系统实现）。
3 数据类型 pollfd。
struct pollfd
{
int fd; // file decriptor to check, or <0 to ignore.
short events; // events of interest on fd.
short revents; // events that occurred on fd.
}
// 1 如果使用此结构，需要直到具体的event返回值的含义
2：POSIX异步IO
1 AIO控制块基本结构（具体系统可在标准上添加）
struct aiocb
{
int aio_fildes; // file descriptor
off_t aio_offset; // file offset for IO
volatile void *aio_buf; // buffer for IO
size_t aio_nbytes; // number of bytes to transfer
int aio_reqprio; // priority
struct sigevent aio_sigevent; // signal information
int aio_opcode; // operation for list IO
}
2 基本读写操作。
int aio_read( struct aiocb * aiocb );
int aio_write( struct aiocb * aiocb );
3 强制等待的异步操作直接写入。
int aio_fsync( int op, struct aiocb *aiocb ); // !!!具体功能未完全确认!!!
// 1 op参数有两个选择：O_DSYNC---fdatasync, O_SYNC---fsync
4 获取一个操作完成状态。
int aio_error( const struct aiocb *aiocb );
// 1 返回值：0 成功，-1失败 errno中保存错误信息，EINPROGRESS 操作等待中，
5 如果成功，获取异步操作返回值。
ssize_t aio_return( const struct aiocb *aiocb );
// 1 调用一次后，系统就清除返回值。
6 进程只剩异步操作未完成，可以通过此函数阻塞进程。直到异步操作完成。
int aio_suspend( const struct aiocb *const list[], int nent, const struct timespec *timeout );
7 取消等待的异步操作。
int aio_cancel( int fd, struct aiocb *aiocb ); // 仅发出取消命令，并不代表一定取消。
// 1 返回值：AIO_ALLDONE 所有操作已完成，不需要取消, AIO_CANCELED 成功, AIO_NOTCANCELED 最少有一个操作没被取消, -1 调用失败，错误保存在errno
8 提交一个 AIO控制块的 列表
int lio_listio( int mode, struct aiocb *restrict const list[ restrict ], int nent, struct sigevent *restrict sigev );
// 1 参数mode：LIO_WAIT, LIO_NOWAIT
3：储存映射IO。
1 将给定文件映射到储存区域。
void *nmap( void *addr, size_t len, int prot, int flag, int fd, off_t off );
// 1 参数addr：指定映射区域的起始地址。设置为0得到最大的可移植性。
// 2 参数prot：储存区的权限（读/写/执行）
// 3 参数flag：MAP_FIXED,MAP_SHARED,MAP_PRIVATE.
2 更改映射权限。
int mprotect( void *addr, size_t len, int prot );
3 将储存区数据写入被映射文件。
int msync( void *addr, size_t len, int flags );
// 1 参数flags：MS_ASYNC, MS_SYNC
4 解除映射区。
int munmap( void *addr, size_t len ); // 调用此函数，不会使储存区数据写入文件
4：多种读写函数。
1 读/写 多个缓冲区
ssize_t readv( int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt );
ssize_t writev( int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt );
// 1 参数iovcnt：读取缓冲区的个数。
2 按照需求 读/写 N个字节的数据
ssize_t readn( int fd, void *buf, size_t nbytes );
ssize_t writen( int fd, void *buf, size_t nbytes );
5：记录锁
int fcnt1(int fd, int cmd, struct flock *flockptr ); struct flock { short l_type; // F_RDLCK(共享读锁), F_WRLCK(独占写锁), F_UNLCK(解锁一个区域) short l_whence; // 加/解锁区域的起始字节偏移量。可选值：SEEK_SET, SEEK_CUR, SEEK_END off_t l_start; // 加/解锁区域的起始字节偏移量。 off_t l_len; // 区域字节长度.等于0时，表示可以添加为最大偏移量，而不是0。 pid_t l_pid; // 当前进程ID（cmd == F_GETLK 时） } // 1 对于记录锁，参数cmd是： F_GETLK(获取锁状态), F_SETLK(设置锁), F_SETLKW(设置锁的阻塞版，W==wait)。 // 2 参数flockptr时记录锁的一个结构体。 // 3 使用参数cmd 获取/设置锁 的操作都不是原子操作。
三、