网络 使用select编写服务器

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一、理解select模型：
        理解select模型的关键在于理解fd_set,为说明方便，取fd_set长度为1字节，fd_set中的每个bit可以对应一个文件描述符fd。则1字节长的fd_set最长可以对应8个fd。
      （1）执行fd_set set; FD_ZERO(&set);则set用位表示是0000,0000。
        （2）若fd＝5,执行FD_SET(fd,&set);后set变为0001,0000(第5位置为1)
        （3）若再加上fd＝2，fd=1,则set变为0001,0011
        （4）执行select(6,&set,0,0,0)阻塞等待
        （5）若fd=1,fd=2上都发生可读事件，则select返回，此时set变为0000,0011。注意：没有事件发生的fd=5被清空。
　基于上面的讨论，可以轻松得出select模型的特点：
　　（1)可监控的文件描述符个数取决与sizeof(fd_set)的值。我这边服务 器上sizeof(fd_set)＝512，每bit表示一个文件描述符，则我服务器上支持的最大文件描述符是512*8=4096。
　　（2）将fd加入select监控集的同时，还要再使用这个数据结构array保存放到select监控集中的fd，一是用于再select 返回后，array作为源数据和fd_set进入FD_ISSET判断。二是select返回后会把以前加入的但并没事件发生的fd清空，则每次开始 select前都要重新从array取得fd
逐个加入（FD_ZERO最先），扫描array的同时取得fd最大值maxfd，用于select的第一个 参数。
　　（3）可见select模型必须在select前循环array（加fd，取maxfd），select返回后循环array
        （FD_ISSET判断是否有时间发生）。

二.使用select的tcp服务器：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/select.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>


#define _MAXFD_ 15
#define _backlog_ 5

int fds[_MAXFD_]; 

static int startup(in_addr_t ip,int port)
{
	int sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
	if(sock<0){
		perror("sock");
		exit(2);
	}
	struct sockaddr_in local;
	local.sin_family=AF_INET;
	local.sin_port=htons(port);
	local.sin_addr.s_addr=ip;
	
	if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local))<0){
		perror("bind");
		exit(3);
	}

	if(listen(sock,_backlog_)<0){
		perror("listen");
		exit(4);
	}
	return sock;
}

void usage(char* proc)
{
	printf("usage: %s [ip] [port]\n",proc);
}

int main(int argc,char* argv[])
{
	if(argc!=3){
		usage(argv[0]);
		exit(1);
	}
	in_addr_t ip=inet_addr(argv[1]);
	int port=atoi(argv[2]);
	int done=0,i=0;
	int listen_sock=startup(ip,port);
	int new_sock=-1;
	struct sockaddr_in client;
	socklen_t len=sizeof(client);
	
	for(;i<_MAXFD_;++i){
		fds[i]=-1;
		
	}
	int max_fd;
	fd_set _reads;
	
	fds[0]=listen_sock;
	max_fd=fds[0];

	while(!done){
		FD_ZERO(&_reads);
		FD_SET(listen_sock,&_reads);
		struct timeval _timeout={5,0};

		for(i=1;i<_MAXFD_;++i){
			if(fds[i]>0){
				FD_SET(fds[i],&_reads);
				if(fds[i]>max_fd){
					max_fd=fds[i];
				}
			}
		}
		switch(select(max_fd+1,&_reads,NULL,NULL,&_timeout)){
			case 0:
				printf("select timeout\n");
				break;
			case -1:
				perror("select");
				break;
			default:
				{
					//listen sock
					i=0;
					char buf[1024];
					for(;i<_MAXFD_;++i){
						if(fds[i]==listen_sock && FD_ISSET(fds[i],&_reads)){
							new_sock=accept(listen_sock,(struct sockaddr*)&client,&len);
							if(new_sock<0){
								perror("accept");
								continue;
							}
							printf("get a connect...%d\n",new_sock);
							for(i=0;i<_MAXFD_;++i){
								if(fds[i]==-1){
									fds[i]=new_sock;
									break;
								}
							}
							if(new_sock==_MAXFD_){
								printf("server busy\n");
								close(new_sock);
							}
						}
						//nomal sock
						else if(fds[i]>0&&FD_ISSET(fds[i],&_reads)){
							ssize_t s=read(fds[i],buf,sizeof(buf)-1);
							if(s<0){
								perror("read");
								break;
							}
							else if(s==0){
								printf("client %d close!\n",fds[i]);
								close(fds[i]);
								fds[i]=0;
							}
							else{
								buf[s]=0;
								printf("client# %s \n",buf);
								if(write(fds[i],buf,strlen(buf))<0){
									perror("write");
								}
								else {
									printf("already reply to client!\n");
									FD_CLR(fds[i],&_reads);
								}
							}
						}
							
						
					}
					break;
				}
		}
	
	}
	return 0;
}

select缺点：
        （1）每次调次select，都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态，这个开销在fd很多时会很大
        （2）同时每次调用select都需要在内核遍历传递进来的所有fd，这个开销在fd很多时也很大
        （3）select支持的文件描述符数量太小了，默认是1024 

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