C 语言非阻塞键盘输入：优化应用程序响应与用户友好性

Linux

2024-03-17 06:14:06

导语：

在软件开发中，经常需要读取键盘输入，同时保持程序在等待输入时继续执行。本文将探讨在 C 语言中实现非阻塞键盘输入的几种方法，这些方法适用于各种应用程序场景。

1. select()：灵活而强大的方法

select() 函数是一个系统调用，允许程序监视多个文件符，包括键盘输入。它提供了一个通用且强大的机制，可以处理各种非阻塞 I/O 操作。以下是使用 select() 的步骤：

打开标准输入文件符。
设置超时值，指定 select() 等待可用文件描述符的时间。
在循环中调用 select()，检查键盘输入是否可用。
如果键盘输入可用，读取按下的键。
如果键盘输入不可用，继续执行循环。

2. poll()：更简单、更现代的选择

poll() 函数与 select() 类似，但它更简单、更高效。它允许你监视多个文件描述符并进行非阻塞 I/O 操作。使用 poll() 的步骤与 select() 类似：

打开标准输入文件描述符。
设置超时值，指定 poll() 等待可用文件描述符的时间。
在循环中调用 poll()，检查键盘输入是否可用。
如果键盘输入可用，读取按下的键。
如果键盘输入不可用，继续执行循环。

3. getchar_unlocked()：快速直接的读取方法

getchar_unlocked() 函数是 libc 库中提供的一个非阻塞函数，它从标准输入中读取单个字符。如果标准输入中没有可用字符，getchar_unlocked() 将立即返回 EOF (-1)。使用 getchar_unlocked() 的步骤如下：

在循环中调用 getchar_unlocked() 读取键盘输入。
如果 getchar_unlocked() 返回 EOF，继续执行循环，而无需等待用户输入。
如果 getchar_unlocked() 返回一个字符，则该字符表示用户按下的键。

4. 非阻塞终端模式：在 Linux 中的直接控制

在 Linux 中，可以通过将终端设置为非阻塞模式来实现非阻塞键盘输入。这将导致从终端读取字符时不再需要等待用户按下 Enter 键。以下是设置非阻塞终端模式的步骤：

获取当前终端设置。
修改终端设置以将其设置为非阻塞模式。
设置新的终端设置。
从标准输入中读取字符。

5. 处理 Ctrl+C：中断的优雅退出

捕获 Ctrl+C 按键并执行清理操作对于处理键盘输入非常重要。可以通过使用 signal() 函数向特定信号（例如 SIGINT）注册信号处理程序来实现这一点。当触发该信号时，将调用信号处理程序。

注册一个 SIGINT 信号处理程序。
在信号处理程序中，执行清理操作。

结论

在 C 语言中实现非阻塞键盘输入是许多应用程序开发场景中的一个基本需求。通过了解上面介绍的各种方法，开发者可以灵活地选择最适合他们特定需求的技术。无论是使用强大的 select()，简单高效的 poll()，快速直接的 getchar_unlocked()，还是针对 Linux 的非阻塞终端模式，开发者都可以在非阻塞的情况下读取键盘输入，从而创建响应性和用户友好的软件。

常见问题解答

1. 什么时候使用 non-blocking IO？