I O多路轉接之select

什麼是多路轉接？什麼是select?

多路轉接就是一次等待多個檔案描述符；

簡單來說，select只做一件事，那就是等，等至少乙個檔案描述符的讀寫時間就緒。

具體來說，系統提供select來實現多路復用輸入/輸出模型。

select系統呼叫可以讓程式監聽多個檔案描述符的狀態變化。

程式會在select在這裡等待，直到被監視的檔案描述符至少有乙個發生了狀態改變。

select函式宣告

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

fd_set的結構

fd_set就是乙個整形陣列，更嚴格的說，乙個「位圖」，點陣圖中的位置代表對應的檔案描述符，用0或1來控制。

但是，我們不能直接操作fd_set，而是要呼叫函式；

void fd_zero(fd_set& set);  //清楚set的全部位

void fd_set(int fd, fd_set& set)  //把fd設定進set的相關位
void fd_clr(int fd, fd_set& set)  //把fd在set的相關位清楚
int fd_isset(int fd, fd_set& set);  //判斷fd是否被設定相關位

timeval的結構：

struct timeval

;

返回0則表示在描述符狀態改變前已超過timeout超時，沒有返回；

返回-1表示發生了錯誤，錯誤原因存於errno，此時引數readfds,writefds,exceptfds和timeout的值變成不可**；

錯誤值可能為：

socket就緒條件

sochet核心中，接收緩衝區中的位元組數，大於等於低水位標記so_recvlowat，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上有新的連線請求時

socket上有未處理的錯誤時

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

socket的寫操作被關閉(close或者shutdown)，對於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連線成功或失敗之後

socket上有未讀取的錯誤

socket上收到帶外資料(關於帶外資料，和tcp緊急模式相關，在tcp報頭中有乙個緊急指標的字段)

1、fd_set set; fd_zero(&set); 此時set為0000 0000；

2、若fd=5,執行fd_set(&set);此時set變為0001 0000 (第5位置為1);

3、在加上 fd=1 和 fd=2 檔案描述符，則set變為0001 0011;

4、執行select(6, &set, 0, 0,0) 阻塞等待;

5、若 fd=1 和 fd=2 發生了可讀事件，則select返回，此時set變為0000 0011。注意：因為 fd=5 沒有發生事件，所以對應位置被清空；

編寫select**

一、檢測標準輸入：

1 #include2 #include3 #include4 #include5 int main()

6 22         if(fd_isset(0, &read_fds));
24             read(0, buf, sizeof(buf)-1);
25             printf("input:%s\n", buf);
26         }
27         else
30         fd_zero(&read_fds);
31         fd_set(0, &read_fds);
32     }
33     return 0;
34 }

二、模擬實現select伺服器

伺服器

#include2 #include3 #include4 #include5 #include6 #include7 #include8 #include9

10 int main(int argc, char* ar**)
11 17     int listen_sock = socket(af_inet, sock_stream, 0);
18     if(listen_sock < 0)
22     struct sockaddr_in local;
23     local.sin_family = af_inet;
24     local.sin_addr.s_addr = inet_addr(ar**[1]);
25     local.sin_port = htons(atoi(ar**[2]));
26     if(bind(listen_sock, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local)) < 0)
30     if(listen(listen_sock,  5) < 0)
35  //陣列的大小就是fd_set這個位圖能夠存多少個fd,因為需要用陣列記錄
36     int fdarray[sizeof(fd_set)*8];
37 38     //把listen_sock給陣列的第乙個元素
39     fdarray[0] = listen_sock;
40 41     int num = sizeof(fdarray)/sizeof(fdarray[0]);//最多存在1024個fd
42 43     //然後初始化陣列為-1
44     for(int i=0; i= 0)
60         }
61         switch(select(maxfd+1, &rfds, null, null, null))
105                             else if(s == 0)
110                             else
113                         }
114                 }
115            }
116         }
117     }
118     return 0;
119 }

#include5 #include6 #include7 #include8 #include9

10 int main(int argc, char* ar**)
11 16     struct sockaddr_in server;
17     server.sin_family = af_inet;
18     server.sin_addr.s_addr = inet_addr(ar**[1]);
19     server.sin_port = htons(atoi(ar**[2]));
20 21     int fd = socket(af_inet, sock_stream, 0);
22     if(fd < 0)
26 27     int ret = connect(fd, (struct sockaddr*)&server, sizeof(server));
28     if(ret < 0)
32 33     while(1);
37         read(0, buf, sizeof(buf)-1);
38 39         ssize_t s = write(fd, buf, strlen(buf));
40         if(s < 0)
44     }
45     close(fd);
46     return 0;
47 }

一是用於在select返回後，array作為源資料和fd_set進行fd_isset判斷

二是select返回後會把以前加入的但並沒有事件發生的fd清空，則每次開始 select 前都要重新從array中取得fd逐一加入，掃瞄array的同時取得fd的最大值maxfd，用於select的第乙個引數

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