[发明专利]一种基于套接字的异步I/O操作的方法和装置

说明书

本发明涉及网络通信技术领域，具体公开了一种基于套接字的异步I/O操作的方法和装置，方法包括如下步骤：管理套接字创建步骤：创建管理套接字，将其绑定在本地地址上；代理线程创建步骤：创建代理线程，将管理套接字添加到I/O复用函数的读操作控制信息中，并调用I/O复用函数；代理线程运行步骤：管理套接字接收用户的异步操作请求，根据异步操作请求执行相应的动作，然后向用户线程发送消息。采用本发明的技术方案能够提高对操作系统的适应性。

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种基于套接字的异步I/O操作的方法和装置。

背景技术

常用的两种网络通信模型是阻塞式I/O模型和非阻塞式I/O模型。其主要区别在于当被请求资源得不到满足时的处理策略。阻塞式I/O模型会阻塞调用者线程，直到资源得到满足，被阻塞的线程才能继续执行；而非阻塞式I/O模型则直接返回指示性的错误信息，不会阻塞调用者线程。

在阻塞式I/O模型中，调用者通常另外申请一个线程用于处理I/O操作，否则，整个程序有可能因为等待I/O操作而被阻塞。而非阻塞式I/O虽然不会阻塞调用者线程，但需要调用者选择合适的时机重复执行相同的I/O调用，直到调用成功或者返回非资源就绪性质的失败。

异步I/O结合了上述两种模型的优点，其既不阻塞调用者线程，也无需调用者线程重复发起调用的特性，使其对减少线程数量和提高I/O吞吐量都有很大帮助。故此，通用的Linux和Windows操作系统都提供了异步I/O操作标准接口或者库函数。如Linux的POSIXAIO以及libaio库。但在嵌入式领域，因受限于硬件平台较低的CPU处理能力以及较小的存储空间等因素，操作系统通常并不提供上述异步I/O操作功能。

为了给上述场景提供异步I/O功能，公开号为CN104021196A的中国专利“一种针对System V消息队列的I/O复用方法”提出了一种基于有名管道的I/O复用实现方式。该方法基于命名管道，结合名为WSH的进程以及select/poll/epoll等标准套接字接口函数，除了能解决该专利描述的具体问题外，部分内容可以作为实现异步I/O的手段。

但该方法使用的管道通讯方式，很多实时嵌入式操作系统并不提供支持，如市场份额居前两位的FreeRTOS和μC/OS。这就使得该方法的普适性大打折扣。

发明内容

本发明提供了一种基于套接字的异步I/O操作的方法和装置，能够提高对操作系统的适应性。

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

一种基于套接字的异步I/O操作的方法，包括如下步骤：

管理套接字创建步骤：创建管理套接字，将其绑定在本地地址上；

代理线程创建步骤：创建代理线程，将管理套接字添加到I/O复用函数的读操作控制信息中，并调用I/O复用函数；

代理线程运行步骤：管理套接字接收用户的异步操作请求，根据异步操作请求执行相应的动作，然后向用户线程发送消息。

基础方案原理及有益效果如下：

通常只有Windows，Linux等通用的操作系统提供异步I/O接口，而嵌入式系统中广泛使用的如FreeRTOS，uCOS等并不提供这样的接口，使得FreeRTOS，uCOS等系统不具备异步I/O操作功能。本方案通过创建管理套接字和代理线程，利用管理套接字和代理线程的配合，实现了异步I/O操作，摆脱了对操作系统异步I/O操作标准接口的依赖，只要系统中包含网络功能，就可创建管理套接字和代理线程，方便实现异步I/O操作，具有更好的适应性。除此之外，使用管理套接字提供控制接口，还具有逻辑统一，控制简单的特点。

进一步，所述代理线程运行步骤具体包括：