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阻塞與非阻塞
在 server 進入 listen 狀態之後, 我們下面分別討論兩種實現方法:
1. fcntl 方法
對乙個檔案描述符指定的檔案或裝置, 有兩種工作方式: 阻塞與非阻塞, 阻塞的意思是指, 當試圖對該檔案描述符進行讀寫時, 如果當時沒有東西可讀, 或者暫時不可寫, 程式就進入等待狀態, 直到有東西可讀或者可寫為止. 而對於非阻塞狀態, 如果沒有東西可讀, 或者不可寫, 讀寫函式馬上返回, 而不會等待. 預設情況下, 檔案描述符處於阻塞狀態. 在實現聊天室時, server 輪流查詢與各client 建立 socket, 一旦可讀就將該 socket 中的字元讀出來並向所有其他client 傳送. 並且, server 還要隨時檢視是否有新的 client 試圖建立連線, 這樣, 如果 server 在任何乙個地方阻塞了, 其他 client 傳送的內容就會受到影響, 新 client 試圖建立連線也會受到影響. 因此, 我們使用 fcntl 將該
檔案描述符變為非阻塞的:
fcntl( sockfd, f_setfl, o_nonblock);
// sockfd 是要改變狀態的檔案描述符.
// f_setfl 表明要改變檔案描述符的狀態
// o_nonblock 表示將檔案描述符變為非阻塞的.
使用自然語言描述聊天室 server :
while ( 1)}}
}由於判斷是否有新連線, 是否可讀都是非阻塞的, 因此每次判斷, 不管有還是沒有, 都會馬上返回. 這樣, 任何乙個 client 向 server 傳送字元或者試圖建立新連線, 都不會對其他 client 的活動造成影響. 對 client 而言, 建立連線之後, 只需要處理兩個檔案描述符, 乙個是建立了連線的 socket 描述符, 另乙個是標準輸入. 和 server 一樣, 如果使用阻塞方式的話, 很容易因為其中乙個暫時沒有輸入而影響另外乙個的讀入. 因此將它們都變成非阻塞的, 然後client 進行如下動作:
while( 不想退出)
if ( 標準輸入可讀)
}分析上面的程式可以知道, 不管是 server 還是 client, 它們都不停的輪流查詢各個檔案描述符, 一旦可讀就讀入並進行處理. 這樣的程式, 不停的在執行, 只要有cpu 資源, 就不會放過. 因此對系統資源的消耗非常大. server 或者 client 單獨執行時, cpu 資源的 98% 左右都被其占用. 因此, 我們可以使用另外一種阻塞的方法來解決這個問題, 這就是 select.
2. select 方法
select 方法中, 所有檔案描述符都是阻塞的. 使用 select 判斷一 組檔案描述符中是否有乙個可讀(寫), 如果沒有就阻塞, 直到有乙個的時候就被喚醒. 我們先看比較簡單的 client 的實現:
由於 client 只需要處理兩個檔案描述符, 因此, 需要判斷是否有可讀寫的檔案描述符只需要加入兩項:
fd_zero( sockset); // 將 sockset 清空
fd_set( sockfd, sockset); // 把 sockfd 加入到 sockset 集合中
fd_set( 0, sockset); // 把 0 (標準輸入) 加入到 sockset 集合中
然後 client 的處理如下:
while ( 不想退出)
if ( fd_isset( 0, &sockset))
重新設定 sockset. (即將 sockset 清空, 並將 sockfd 和 0 加入)
}下面看 server 的情況:
設定 sockset 如下:
fd_zero( sockset);
fd_set( sockfd, sockset);
for ( 所有有效連線)
maxfd = 最大的檔案描述符號 + 1;
server 處理如下:
while ( 1)
for( 所有有效連線)
}重新設定 sockset;
}由於採用 select 機制, 因此當沒有字元可讀時, 程式處於阻塞狀態, 最小程度的占用cpu 資源, 在同一臺機器上執行乙個 server 和若干個client 時, 系統負載只有 0.1 左右, 而採用原來的 fcntl 方法, 只執行乙個 server, 系統負載就可以達到 1.5 左右. 因此我們推薦使用 select.
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