Linux串口打开：阻塞与非阻塞模式简介 (linux 串口打开 阻塞和非阻塞方式)

Linux是一种开源的操作系统，具有稳定性高、安全性好、容错性强且可定制性强等优点。在Linux系统中，串口的开发也占有重要的地位。串口可以用来连接外部设备和主机，比如烧写单片机、控制硬件等操作。而Linux系统能够支持多种串口编程模式，包括阻塞和非阻塞模式。在此文中，我们将介绍这两种串口模式的不同之处以及它们在实际应用中的使用。

一、串口基础知识

串口（Serial Port）是一种用于连接计算机外部设备的接口。通常又被称作RS-232C接口。串口是无需额外硬件控制器的简单通信接口。其常见参数包括数据位数、奇偶校验、流控制等，以达到串行通讯过程中的正确传输数据的目的 。一个传输数据的端口拥有两根数据线，分别是发送（TxD）和接收（RxD）。

在Linux中，可以通过终端来访问串口。通常在Linux系统默认安装了两个终端，一个是控制台（tty0-tty6），另一个是终端（tty）。

二、阻塞模式

在阻塞模式下，读写串口将会被阻塞。这意味着当串口上没有数据时，读取阻塞函数将会一直等待，直到收到数据。同理，在写入串口时，写函数也将会一直阻塞，直到所有数据被写入到串口缓冲区中。

阻塞模式的优点在于它非常简单易懂。即使代码分布在不同的地方，也可以保证读写串口的同步性。然而，这种方式的缺点在于当多个线程都试图读取或者写入串口时，这些请求将会一直被阻塞，从而导致资源的浪费。

阻塞模式的代码实现方法与打开一个普通的文件类似。可以通过Linux中的open()函数打开串口设备文件，然后用read() 和write()函数来分别读取和写入串口数据。

三、非阻塞模式

同样地，在非阻塞模式下，读写操作不会被允许直接阻塞。如果串口上没有数据可读，那么读操作将立即返回EAGN错误。写操作也是如此，如果写缓冲区已满，那么写操作将立即返回EAGN 错误。

非阻塞模式的优点在于，当需要多个串口请求处理时，它能够充分利用进程的任务并行执行。并且，非阻塞模式能够在高并发访问时有效避免死锁的问题。但是，它同时也不是很好维护，需要一些额外的处理操作。

在非阻塞模式下，需要使用poll（）和select（）等函数进行轮询。这些函数会等待数据可读或者可写，并在可读可写的时候通知程序。

四、阻塞和非阻塞模式的比较

阻塞模式与非阻塞模式的比较如下：

阻塞模式：同步方式，可靠性高，但缺乏灵活性和处理能力，当有多个串口需要处理时，会产生大量的等待时间，并且会消耗大量的CPU资源。

非阻塞模式：异步方式，具有更高的并发性和处理能力，但其可靠性往往不如阻塞模式。

图形化的比较：

阻塞模式 非阻塞模式

同步方式 异步方式

可靠性高 可靠性相对低

缺乏灵活性 更高的并发性和处理能力

会消耗大量的CPU资源 更好在高并况下使用

五、结论

在串口编程中，阻塞和非阻塞模式是两种常见的实现方式。阻塞模式具有可靠性高的特点，但是不适合在高并况下使用。相较于阻塞模式，非阻塞模式充分利用了系统的处理能力，但是因其“异步”所以其可靠性相对较低。在实际应用中，开发人员应根据具体情况去选择一种合适的模式。同时，选择适当的轮询方式也是保证系统稳定的关键，开发人员需要充分了解每种轮询方式的特点。