struct iovec以及readv/writev

转载自https://blog.csdn.net/baidu_15952103/article/details/109888362

1. struct iovec概述

struct iovec定义了一个向量元素。通常，这个结构用作一个多元素的数组。对于每一个传输的元素，指针成员iov_base指向一个缓冲区，这个缓冲区是存放的是readv所接收的数据或是writev将要发送的数据。成员iov_len在各种情况下分别确定了接收的最大长度以及实际写入的长度。且iovec结构是用于scatter/gather IO的。readv和writev函数用于在一次函数调用中读、写多个非连续缓冲区。有时也将这两个函数称为散布读（scatter read）和聚集写（gather write）。

Java NIO开始支持scatter/gather，scatter/gather用于描述从Channel（译者注：Channel在中文经常翻译为通道）中读取或者写入到Channel的操作。

• 分散（scatter）从Channel中读取是指在读操作时将读取的数据写入多个buffer中。因此，Channel将从Channel中读取的数据“分散（scatter）”到多个Buffer中。
• 聚集（gather）写入Channel是指在写操作时将多个buffer的数据写入同一个Channel，因此，Channel 将多个Buffer中的数据“聚集（gather）”后发送到Channel。

 #include 
 /* Structure for scatter/gather I/O. */
 
struct iovec {
    ptr_t iov_base; /* Starting address */
    size_t iov_len; /* Length in bytes */
};

下面主要介绍readv和writev两个函数；readv(2)与writev(2)函数都使用一个I/O向量的概念；在头文件中定义了struct iovec 结构体，其定义和各成员如下：

ssize_t readv(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt);
 
ssize_t writev(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt);

这两个函数需要三个参数：

• 要在其上进行读或是写的文件描述符fd
• 读或写所用的I/O向量(vector)
• 要使用的向量元素个数(count)

这些函数的返回值是readv所读取的字节数或是writev所写入的字节数。如果有错误发生，就会返回-1，而errno存有错误代码。注意，也其他I/O函数类似，可以返回错误码EINTR来表明他被一个信号所中断。

2. 测试程序

readv：从标准输入读数据，存放在buf1和buf2：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
 
#define BUF_SIZE 100
 
int main()
{
    char buf1[BUF_SIZE] = { 0 };
    char buf2[BUF_SIZE] = { 0 };
    char buf3[BUF_SIZE] = { 0 };
    struct iovec iov[3];
    ssize_t nread;
 
    iov[0].iov_base = buf1;
    iov[0].iov_len = 5;
    iov[1].iov_base = buf2;
    iov[1].iov_len = 8;
    iov[2].iov_base = buf3;
    iov[2].iov_len = BUF_SIZE;
 
    nread = readv(STDIN_FILENO, iov, 3);
    printf("%ld bytes read.\n", nread);
    printf("buf1: %s\n", buf1);
    printf("buf2: %s\n", buf2);
    printf("buf3: %s", buf3);
    
    return 0;
}

执行结果：

[root@192 mytest]# ./readv
12345HelloWorldIamJason
24 bytes read.
buf1: 12345
buf2: HelloWor
buf3: ldIamJason

writev：将"I" ，" am" ," happy.\n"， 拼接起来输出的标准输出窗口。

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
 
void sys_err(const char *ptr,int num)
{
    perror(ptr);
    exit(-1);
}
 
int main(int argc,char **argv)
{
    struct iovec iov[3];
    char *p1 = "I";
    char *p2 = " am";
    char *p3 = " happy.\n";
    iov[0].iov_base = p1;
    iov[0].iov_len = strlen(p1);
 
    iov[1].iov_base = p2;
    iov[1].iov_len = strlen(p2);
 
    iov[2].iov_base = p3;
    iov[2].iov_len = strlen(p3);
    ssize_t ret = writev(STDOUT_FILENO,iov,3);
    if(ret < 0)
    {
        sys_err("writev",-1);
    }
    return 0;
}

执行结果：

[root@192 mytest]# ./writev
I am happy.

读写文件：从a.txt读入数据，写入b.txt

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
 
int main(void)
{
    char buf1[5], buf2[10];
    struct iovec iov[2];
    iov[0].iov_base = buf1;
    iov[0].iov_len = 5;
    iov[1].iov_base = buf2;
    iov[1].iov_len = 10;
 
    int fd = open("a.txt", O_RDWR);
    if (fd < 0)
    {
        perror("open");
        return -1;
    }
    int rsize = readv(fd, iov, 2); // 从文件a.txt中读取数据，存到iov[2]中的buf1、buf2
    printf("rsize = %d\n", rsize);
 
    close(fd);
 
    fd = open("b.txt", O_RDWR | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR);
    if (fd < 0)
    {
        perror("open");
        return -1;
    }
 
    int wsize = writev(fd, iov, 2); // 将iov[2]中的buf1、buf2，写入到文件b.txt
    printf("wsize = %d\n", wsize);
 
    close(fd);
    return 0;
}

执行结果：

[root@192 mytest]# ./rw_test
rsize = 15
wsize = 15