I/O多路复用---select

时间：2016-07-30 15:12:27 阅读：181 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

标签：i/o多路复用---select

常见的linux服务器类型

1.多进程并发服务器

2.多线程并发服务器

3.select多路I/O转接服务器

4.poll多路I/O转接服务器

5.epoll多路I/O转接服务器

多路IO是指单个线程通过记录跟踪每一个 IO流的状态同时来管理多个IO流，尽量提高服务器的吞吐量

与多进程多线程相比IO多路复用的计数最大优势就是系统开销小，不必创建进程/线程，也不必维护进程/线程

IO多路复用使用场景

（1）当客户处理多个描述符时（一般是交互式输入或网络套接口）

（2）当一个客户同时处理多个套接口时

（3）如果一个TCP服务器即要处理监听套接口又要处理UDP一般使用IO复用

（4）如果一个服务器要处理多个服务或协议

select,poll,epoll都是多路复用的机制。所谓的多路复用机制就是通过一种机制可以监视多个文件描述符，一旦某个文件描述符就绪（一般是读就绪或者写就绪），能够通知程序进行相应的读写操作，但是select,poll,epoll本质上都是同步IOd因为他们都需要在读写事件就绪后自己负责进行读写，也就是说读写过程是阻塞的，而异步IO无需自己负责读写，异步IO的实现会负责把数据从内核拷贝到用户控件

1.函数参数

int select(int nfds, fd_set* readfds, fd_set* writefds, fd_set* execptfds, struct timeval* timmeout);

nfds:监控的文件描述符集里最大的文件描述符加1

readfds:监控有读数据到达文件描述符集合，传入传出参数

writefds:监控有写数据到达文件描述符集合，传入传出参数

execptfds:监控异常发生文件描述符集合

timeout:设置阻塞监控呢时间

NULL:永远等下去

timeval:等待固定的时间

timeval里时间均为 0，检查描述符字后立即返回，轮询

void FD_ZERO(fd_set* set);把文件描述符集合里初始化0

void FD_SET(int fd,fd_set* set);把文件描述符里fd位置置1

void FD_CLR(int fd,fd_set* set);把文件描述符里fd位置置0

int FD_ISSET(int fd,fd_set* set);测试文件描述符集合里的fd是否为1，有1返回1，没1返回0

2.函数返回值

执行成功返回文件描述词状态已改变的个数

如果返回 0表示词状态改变前已经超过指定时间，没有返回

当发生错误时返回-1，错误原因可能是errno，此时参数readfds,writefds,exceptfds和timeout的值变得不可预测

错误的值可能为

EBADF;文件描述词无效或该文件已经关闭

EINTR:此调用被信号中断

EINVAL:参数为负值

ENOMEN:核心内存不足

3.函数模型

理解select模型的关键在于理解fd_set，通常fd_set长度为1字节，fd_set中每一个bit可以对应一个文件描述符fd,则一字节长的fd_set可以对应8个fd

（1）执行fd_set set:FD_ZERO(&set)则set用位表示为0000 0000

（2）若fd=5,执行FD_SET(fd,&set)后set变为 0001,0000（第5位置1）

（3）若再加 fd=2,fd=1则set会变为0001,0011

（4）执行select(6,&set,0,0,0)阻塞等待

（5）执行fd=1,fd=2都发生可读事件则select返回，此时 set变为0000,0011没有事件发生的fd=5被清空

基于以上特点有以下总结：

（1）可控文件描述符的个数取决于sizeof(fd_set)的值

（2）将fd加入select监控集时还要再使用一个数组保存放到监控集中的fd,一是用于返回后arr作为源数据和fd_set进行判断，二是select返回后会把以前加入的但并无事件发生的fd清空，每次开始select之前都要进行重新从arr取得Fd逐一加入，扫描arr的同时取得fd罪的的maxfd，用于作为select的第一个参数

（3）所以select模型必须在 select前循环arr(加fd,取maxfd),select返回后循环arr(FD_ISSET判断是否有事件发生)

4.select的缺点

（1）每次调用都需要把fd从用户态拷贝到内核态，这个开销在fd很多时会很大

（2）每次调用select都需要在内核遍历传进来的所有fd，这个开销也很大

（3）select支持的文件描述符太小，默认只有1024

（4）select会修改函数传入的参数数组，当这个函数被调用很多次的时候就会发生错误

（5）

实现过程

（1）创建监听套接字