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https://blog.csdn.net/men_wen/article/details/53456435

Linux网络编程—I/O复用模型之select

1. IO复用模型

• IO复用能够预先告知内核，一旦发现进程指定的一个或者多个IO条件就绪，它就通知进程。
• IO复用阻塞在select或poll系统调用上，而不是阻塞在真正的IO系统调用上。

2. 函数select

select函数能够告知内核对哪些描述符（不局限于套接字）感兴趣以及等待多长事件

#include 
   
    #include 
    
     #include 
     
      int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);//返回值：返回就绪描述符数目，若超时则为0， 若出错则为-1
     
    
   

• timeout用来指定内核等待所指定描述符的任何一个就绪花多长事件。timeval结构用于指定这段事件的秒数和微妙数

struct timeval {    long    tv_sec;         /* seconds */    long    tv_usec;        /* microseconds */};//当timeout为NULL，则永远等待。//当timeout为timeval，等待固定时间。//当timeout为timeval，但timeval时间设置为0，则检查描述符字立即返回，称为轮询。

• 中间的三个参数readfds、writefds、exceptfds指定内核测试读、写、异常条件的描述符，这三个参数都是fd_set结构的指针类型，fd_set结构实现如下：

#define __FD_SETSIZE    1024typedef struct {        unsigned long fds_bits[__FD_SETSIZE / (8 * sizeof(long))];} __kernel_fd_set;

select函数使用描述符集，通常是一个整数数组，其中每一个整数中的每一位对应一个描述符。如何操作这些描述符则系统提供了四个宏

void FD_CLR(int fd, fd_set *set);//把文件描述符集合里fd清零int  FD_ISSET(int fd, fd_set *set);//测试文件描述符集合里fd是否置1void FD_SET(int fd, fd_set *set);//把文件描述符集合里fd位置1void FD_ZERO(fd_set *set);//把文件描述符集合里所有位清0

• 如果对应哪一个条件不感兴趣，则可以将它设置为空指针。
• nfds参数指定待测试的描述符个数，它的值是待测试的最大描述符加1，描述符0到nfds-1都会被测试。
• select能监听的文件描述符个数受限于FD_SETSIZE,一般为1024,单纯改变进程打开的文件描述符个数并不能改变select监听文件个数。解决1024以下客户端时使用select是很合适的,但如果链接客户端过多,select采用的是轮询模型,会大大降低服务器响应效率。
• select函数修改由指针readfds、writefds、exceptfds指向的描述符集，调用函数时，我们指定所关心的描述符的值，函数返回时，结果将指示哪些描述符已就绪，函数返回后，使用FD_ISSET宏来测试fd_set数据类型中的描述符，描述符集内任何与未就绪描述符对应的位均清成0.为此，每次重新调用select函数时都要将描述符集内所关心的位置为1。

3. select模型实现

3.1 服务器端

#include "wrap.h"#define MAXLINE         1024int start_ser(char *ipaddr, char *port){        int sock = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);        struct sockaddr_in serveraddr;        bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr));        serveraddr.sin_family = AF_INET;        serveraddr.sin_port = htons(atoi(port));        inet_pton(AF_INET, ipaddr, &serveraddr.sin_addr);        Bind(sock, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr));        Listen(sock, 128);        return sock;}int main(int argc, char *argv[]){        int i, maxi, maxfd, listenfd, connfd, sockfd;        int nready, client[FD_SETSIZE];        ssize_t n;        fd_set readset, allset;        char buf[MAXLINE];        socklen_t clilen;        struct sockaddr_in clientaddr;        listenfd = start_ser(argv[1], argv[2]); //监听文件描述符        maxfd = listenfd;//最大的文件描述符        maxi = -1;//数组中最大文件描述符下标        for(i = 0; i < FD_SETSIZE; i++){                client[i] = -1;        }        FD_ZERO(&allset);//初始化allset集合        FD_SET(listenfd, &allset);//添加监听文件描述符到集合allset中        while(1){                readset = allset;//每次select都要初始化集合，结构体可以直接赋值                nready = select(maxfd+1, &readset, NULL, NULL, NULL);//组摄等待连接或请求                if(FD_ISSET(listenfd, &readset)){
  //当监听文件描述符相应有新的客户端连接时                        clilen = sizeof(clientaddr);                        connfd = Accept(listenfd, (struct sockaddr *)&clientaddr, &clilen);//接收该客户端                        if(connfd < 0){                                perr_exit("accept err");                                break;                        }                        for(i = 0; i < FD_SETSIZE; i++){                                if(client[i] < 0){                                        client[i] = connfd;     //保存文件描述符到数组                                        break;                                }                        }                        if(i == FD_SETSIZE){            //连接个数不能大于内核规定的FD_SETSIZE                                perr_exit("too many clients");                        }                        FD_SET(connfd, &allset);//添加新描述符到allset集合中                        if(connfd > maxfd){                                maxfd = connfd; //更新最大文件描述符                        }                        if(i > maxi){                                maxi = i;       //更新最大文件描述符下标                        }                        if(--nready == 0){      //只有一个listenfd响应则直接跳过下面的语句                                continue;                        }                }                for(i = 0; i <= maxi; i++){     //处理已连接客户端的请求                        if((sockfd = client[i]) < 0){                                continue;                        }                        if(FD_ISSET(sockfd, &readset)){ //sockfd是否在readset集合中                                memset(buf, '\0', MAXLINE);                                if((n = Read(sockfd, buf, MAXLINE-1)) == 0){                                        Close(sockfd);                                        FD_CLR(sockfd, &allset);                                        client[i] = -1;                                }else{                                        printf("client:%s\n", buf);                                }                                if(--nready == 0){
  //判断是否查找完                                        break;                                }                        }                }        }        return 0;}

3.2 客户端

#include "wrap.h"int main(int argc, char *argv[]){        int connfd;        struct sockaddr_in serveraddr;        char buf[1024];        connfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);        bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr));        serveraddr.sin_family = AF_INET;        serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));        inet_pton(AF_INET, argv[1], &serveraddr.sin_addr);        Connect(connfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr));        while(fgets(buf, 1024, stdin) != NULL){                Write(connfd, buf, strlen(buf));        }        Close(connfd);        return 0;}

3.3运行结果