IO多路轉接之select

阻塞io，在核心將資料準備好之前，系統會一直在等待，所有的套接字，預設都是阻塞方式

非阻塞io：如果核心還沒有將資料準備好，系統會呼叫仍然直接返回，並且返回ewouldblock錯誤碼，非阻塞io需要程式設計師迴圈的方式反覆嘗試讀寫檔案描述符，看資料是否準備好，這個過程稱為輪詢，，這對cpu來說是很大的浪費

訊號驅動io：核心將資料準備好的時候，使用sigio訊號通知應用程式進行io操作

io多路轉接：阻塞式的燈，但同時等待多個檔案描述符的就緒狀態

非同步io：由核心在資料拷貝完成時，通知應用程式拷貝完成

任何io過程中，都包含兩步：第一步是等待，第二步是資料拷貝，實際應用中，等待消耗的時間往往都大於資料拷貝的時間，如果我們要提高io的效率，就需要將等待的比重降低，讓等待的時間盡量少。

select系統呼叫是用來讓程式監視多個檔案描述符的狀態變化；程式停在select處等待，直到被監視的檔案描述符有乙個或者多個的狀態發生了變化。

函式原型：

#include 

intselect(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, 
fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

void fd_clr(int fd, fd_set *set);  //用來清除描述片語set中相關fd的位

int fd_isset(int fd, fd_set *set); // ⽤用來測試描述片語set中相關fd的位是否為真
void fd_set(int fd, fd_set *set); // ⽤用來設定描述片語set中相關fd的位
void fd_zero(fd_set *set); // ⽤用來清除描述片語set的全部位

執行成功則返回檔案描述詞狀態已改變的個數

返回0則代表在描述此狀態改變前已超過timeout時間，沒有返回

當有錯誤發生時則返回-1，錯誤原意存於errno，此時引數readfds, writefds, exceptfds和timeout的值不可**

//常用**段：

fd_set readset;
fd_set(fd, &readset);
select(fd+
1, &readset, null, null, null);
if(fd_isset(fd, readset))

舉乙個例子，假如fd_set的長度為1個位元組，其中每乙個位元位表示乙個檔案描述符

執行fd_set set; fd_zero(&set); set8位表示為0000, 0000

若fd=5，執行fd_set，set變為0001, 0000

若再加入fd=2,fd=1，則set變為0001, 0011

執行select(6, &set, 0, 0, 0, 0)阻塞等待

若fd=1,fd=2上都發生了可讀事件，則select返回，set變為0000, 0011(fd=5沒有發生事件被清空)

至此，我們已經大致明白了select的執行過程和select函式的使用方法，那麼什麼樣的事件是讀就緒，什麼事件是寫就緒呢？

讀就緒：

socket核心中，接受緩衝區中的位元組數，大於等於低水位標記so_rcvlowat，此時可以無阻塞的讀該檔案描述符，並且返回值大於0

socket tcp通訊中，對端關閉連線，此時對該socket讀，則返回0；

監聽的socket上有新的連線請求

socket上有未處理的錯誤

寫就緒socket核心中，傳送緩衝區中的可用位元組數（空閒位置大小），大於等於低水位標記so_sndlowat，此時可以無阻塞的寫該檔案描述符，並且返回值大於0

socket的寫操作被關閉，對乙個寫操作被關閉的socket進行寫操作，會觸發sigpipe訊號；

socket使用非阻塞connect連線成功或失敗後

socket上有未讀取的錯誤

異常就緒

socket上收到帶外資料

總結select的特點

可監控的檔案描述符個數有限，取決於sizeof(fd_set)，我的電腦上sizeof(fd_set)=128，也就是說最多可以支援128*8個檔案描述符

需要乙個資料結構array儲存select監控集中的fd

（1）select返回後，array作為源資料，遍歷陣列中的每乙個資料，進行fdisset判斷是不是在fd_set中

（2）select返回後會把以前假如的但沒喲事件發生的fd清空，所以每次開始select前都要重新從array**那個取得fd逐一加入，同時還要取得fd最大值maxfd，用於select的第乙個引數。

雖然有很多缺點，但是相比於多程序、多執行緒版本，其效果還是非常高的。

每次呼叫select，需要手動設定fd集合，介面的使用角度來看不方便

每次呼叫select，需要把fd集合從使用者態拷貝到核心態，這個開銷在fd很多時很大

每次呼叫select，都要在核心遍歷傳遞進來的所有fd，這個開銷在fd很多時很大

select支援的檔案描述符量太少

// 僅將客戶端傳送的訊息回顯，並沒有做其他處理

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define max_fds sizeof(fd_set)*8
#define init_data -1
static
void initarray(int arr, int num)
}return -1;
}int setarraytofdset(int arr, int num, fd_set* rfds)
}return max_fd;
}int startup(int port)
int opt = 1;
setsockopt(sock, sol_socket, so_reuseaddr, &opt, sizeof(opt));
struct sockaddr_in local;
local.sin_family = af_inet;
local.sin_addr.s_addr = htonl(inaddr_any);
local.sin_port = htons(port);
if(bind(sock, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local)) < 0)
if(listen(sock, 5) < 0)
return sock;
}static
void serviceio(int arr, int num, fd_set* rfds)
printf("get a new client [%s:%d]\n", inet_ntoa(client.sin_addr), ntohs(client.sin_port));
if(addsocktoarray(arr, num, sock) == -1)
}else
if(i != 0 && fd_isset(arr[i], rfds))
else
if(s == 0)
else
}else}}
}int main(int argc, char* argv)
int listen_sock = startup(atoi(argv[1]));
int fd_array[max_fds];
initarray(fd_array, max_fds);
addsocktoarray(fd_array, max_fds, listen_sock);
fd_set rfds;
for(;;)
;switch(select(max_fd+1, &rfds, null, null, null))
}return
0;}

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