标签：多路复用
系统提供select函数来实现多路复用输入/输出模型。select系统调用时用来让我们程序监视多个文件句柄的状态变化的。程序会停在select这里等待，直到被监视的文件句柄有一个或多个发生了状态改变。关于文件句柄，其实就是一个整数，我们最熟悉的文件句柄是0,1,2三个，0是标准输入，1是标准输出，2是标准错误输出。
函数原型：
参数：
nfds 输入型参数 readfds，writefds，exceptfds，timeout即为输入型参数又为输出型参数
nfds：最大文件描述符+1；
readfds：读文件符集。
调用时：当文件描述符添加到readfds，只关心读。
返回：关心的很多读事件，哪个读事件已经就绪。
writefds:写文件符集
调用时：当文件描述符添加到writefds，只关心写
返回：关心的很多写事件，哪个写事件已经就绪。
exceptfds：异常文件符集。
timeout：所等待的时间。
若timeout为NULL时，阻塞，不进行任何返回直到有事件发生。
若timeout为0时，非阻塞，立即返回。
若timeout>0时，在指定的timeout时间内，没有事件发生，则超时返回。
返回值：
若为0表示超时
若为-1，出错
若>0，表示就绪事件的个数
FD_CLR(int fd,fd_set* set)；删除文件描述符集set中的fd
FD_ISSET(int fd,fd_set *set)；判断fd是否在set中
FD_SET（int fd,fd_set*set）；将fd加到set中
FD_ZERO（fd_set *set）；将set置为0
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中的每一bit可以对应一个文件描述符fd。则1字节长的fd_set最大可以对应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）若再加入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。据说可调，另有说虽 然可调，但调整上限受于编译内核时的变量值。
（2）将fd加入select监控集的同时，还要再使用一个数据结构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进行FD_ISSET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，则每次开始 select前都要重新从array取得fd逐一加入（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判断是否有事件发生）。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
int fds[64];
const fds_num = 64;
void usage(const char* _proc)
{
printf("Usage:%s [ip] [port]\n",_proc);
}
static int startup(const char* _ip,int _port)
{
int sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); //创建套接字
if(sock < 0){
perror("socket");
exit(2);
}
int opt = 1;
setsockopt(sock,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&opt,sizeof(opt)); //设置在TIME_WAIT时，端口号还可以用
struct sockaddr_in local; //设置本地local
local.sin_family = AF_INET;
local.sin_port = htons(_port);
local.sin_addr.s_addr = inet_addr(_ip); //将点分十进制转化为整型
if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local)) < 0) //绑定套接字
{
perror("bind");
exit(3);
}
if(listen(sock,5) < 0) //监听套接字 5表示的为连接队列的长度 表示最多同时不能超过5个连接
{
perror("listen");
exit(4);
}
return sock;
}
int main(int argc,char* argv[])
{
if(argc != 3)
{
usage(argv[0]);
exit(1);
}
int i = 0;
for(;i<64;++i)
{
fds[i] = -1;
}
int listen_sock = startup(argv[1],atoi(argv[2])); //监听套接字
fd_set rset; //文件符集
FD_ZERO(&rset); //清空文件符集
FD_SET(listen_sock,&rset); //将套接字加入文件符集
fds[0] = listen_sock;
int done = 0;
while(!done)
{
int max_fd = -1;
for(i=0;i<fds_num;++i)
{
if(fds[i] > 0 ) //将读事件加到文件符集
{
FD_SET(fds[i],&rset);
max_fd = max_fd<fds[i]?fds[i]:max_fd; //记录最大的文件符
}
}
struct timeval timeout = {0,0};
switch(select(max_fd+1,&rset,NULL,NULL,NULL)) //select返回就绪读事件
{
case 0: //返回值为0，超时
printf("timeout\n");
break;
case -1: //错误
printf("select\n");
break;
default: //返回的为就绪读事件的个数
{
for(i=0;i<fds_num;++i)
{
if(i==0 && FD_ISSET(listen_sock,&rset)) //如果就绪读事件为监听套接字，且在文件符集中
{
struct sockaddr_in peer;
socklen_t len = sizeof(peer);
int new_fd = accept(listen_sock, (struct sockaddr*)&peer,&len);
//指定服务器连接客户端，返回客户端的标识符（新的文件描述符）
if(new_fd > 0)
{
printf("get a new client:socket->%s:%d\n",inet_ntoa(peer.sin_addr),ntohs(peer.sin_port));
int j = 0;
for(j=0;j<fds_num;j++)
{
if(fds[j] == -1)
{
fds[j] = new_fd;
break;
}
}
if(j == fds_num)
{
close(new_fd);
}
}
}
else
{
if(FD_ISSET(fds[i],&rset))
{
char buf[1024];
memset(buf,‘\0‘,sizeof(buf));
ssize_t _s = read(fds[i],buf,sizeof(buf)-1);
if(_s > 0)
{
printf("client# %s\n",buf);
}else if(_s == 0) //读到文件末尾
{
printf("client close..\n");
close(fds[i]);
fds[i] = -1;
}else
{
perror("read");
}
}
}
}
break;
}
}
}
return 0;
}测试结果：
select模型的优点：
优点一:在调用select模型时，若没有事件发生，则会阻塞直到有事件就绪。
优点二:一次可以等待多个套接字。
select模型的缺点：
select在执行之前必须先循环添加要监听的文件描述符到fds集合中，所以
缺点一：每次调用select都需要把fds集合从用户态拷贝到内核态，这个开销在fds很多时开销很大。
缺点二:每次调用select都需要在内核遍历所有传递进来的fds，判断是不是我关心的事件，这个开销在fd很多时，开销也很大。
缺点三：这个由系统内核决定了，支持的文件描述符的默认值只有1024，想想应用到稍微大一点的服务器就不够用了。
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