运维最新【Linux】select多路转接，真服了-优快云博客

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最全的Linux教程，Linux从入门到精通

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linux从入门到精通(第2版)
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LINUX 系统移植第2版
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第一份《Linux从入门到精通》466页

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内容简介

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本书是获得了很多读者好评的Linux经典畅销书**《Linux从入门到精通》的第2版**。本书第1版出版后曾经多次印刷，并被51CTO读书频道评为“最受读者喜爱的原创IT技术图书奖”。本书第﹖版以最新的Ubuntu 12.04为版本，循序渐进地向读者介绍了Linux 的基础应用、系统管理、网络应用、娱乐和办公、程序开发、服务器配置、系统安全等。本书附带1张光盘，内容为本书配套多媒体教学视频。另外,本书还为读者提供了大量的Linux学习资料和Ubuntu安装镜像文件，供读者免费下载。

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本书适合广大Linux初中级用户、开源软件爱好者和大专院校的学生阅读，同时也非常适合准备从事Linux平台开发的各类人员。

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前言
select的定位与接口分析
select的特点
select的缺点
基于select的echo服务器代码实现
telnet测试

前言

对于服务器来讲，需要一刻不停地监听请求，提供服务
在这里插入图片描述

我们不希望服务器主程序卡住

服务器监听的本质是：while 1 { 等待数据的到来->数据到来后读取数据 }

由于recv是阻塞等待，所以我们想尽一切办法来处理这个阻塞问题

多线程，把每一个链接交给一个新线程处理，新线程recv阻塞等待对应套接字的时候不会干扰到主线程；这时，阻塞等待+数据读取由线程全权承担
我们让内核帮助我们检测指定的套接字的状态。一旦套接字有数据就绪，就会把某个数据结构的状态设置为就绪，主程序检测到就绪，就会读取数据。这时，主程序只要不停地去检测一批套接字的状态就行。这时，等待由内核帮我们承担，主程序只要承担数据读取的任务

select的定位与接口分析

select的定位：只负责等待，是就绪事件通知机制，它等待IO就绪；唯一和read，write，recv，send不同的是，select可以等待多个文件描述符

来看select接口：

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

timeval结构体：秒+微秒
nullptr：永久等待，直到某个fd就绪才返回
3,0：等待3秒，没有就绪就返回
0,0：没有就绪立马返回
fd_set：比特位的位置代表文件描述符的编号，比特位的内容代表是否关心
作用：所有关心X事件的文件描述符，都应该添加在这个集合里
输入：用户告诉内核，你要帮我检测一下在这个集合中的fd的X事件
输出：内核告诉用户，你关心的fd，有哪些文件描述符已经就绪了不具有保存sock的功能，只具有通知的能力
fd_set：位图

 /\* fd\_set for select and pselect. \*/
 typedef struct         
   {
     /\* XPG4.2 requires this member name. Otherwise avoid the name
 from the global namespace. \*/
 #ifdef \_\_USE\_XOPEN
     __fd_mask fds_bits[__FD_SETSIZE / __NFDBITS];
 # define \_\_FDS\_BITS(set) ((set)->fds\_bits)
 #else
     __fd_mask __fds_bits[__FD_SETSIZE / __NFDBITS];
 # define \_\_FDS\_BITS(set) ((set)->\_\_fds\_bits)
 #endif
   } fd_set;

fd_set的作用是：比特位的位置代表哪一个文件描述符，比特位0/1代表文件描述符是否就绪

返回
读就绪代表该文件描述符的底层数据已经就绪
写就绪代表文件描述符可以继续写了
异常就绪代表哪个文件描述符异常了

轮询检测有没有关心的fd就绪，覆盖式地写入位图，返回。所以select需要我们花一点点第三方变量把fds保存起来，一般是数组

在我们通知了一轮就绪的sock之后，可能还需要select帮助我们进行监测其他的fd，所以要对fd_set重新设置，故要提前保存

其中，监听套接字只关心读事件

获取新的fd之后我们不读它，因为我们不知道这个新的fd里面有没有读写事件就绪，所以要等下一轮循环

select的特点

select只能等待确定数量的文件描述符，有上限，可监控的fd的数量取决于fd_set的大小
需要第三方数组存储fd
每次循环都需要更新nfds的值

select的缺点

每次调用select, 都需要手动设置fd集合, 从接口使用角度来说也非常不便
每次调用select，都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态，这个开销在fd很多时会很大
同时每次调用select都需要在内核遍历传递进来的所有fd，这个开销在fd很多时也很大
select支持的文件描述符数量太小

基于select的echo服务器代码实现

socket.hpp

#pragma once 
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>

namespace ns_sock
{
  static const int BACKLOG = 5;

  enum {
    SOCKET_ERROR = 2,
    BIND_ERROR,
    LISTEN_ERROR,
    ACCEPT_ERROR
  };

  class Sock {
  public:
    static int Socket() {
      int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
      if(sock == -1) {
        std::cerr << "create socket failed" << std::endl;
        exit(SOCKET_ERROR);
      }
      int opt = 1;
      setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
      return sock;
    }
    
    static void Bind(int sock, uint16\_t port) {
      sockaddr_in local;
      bzero(&local, sizeof(local));
      local.sin_family = AF_INET;
      local.sin_port = htons(port);
      local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
      if(bind(sock, (struct sockaddr\*)&local, sizeof(local)) == -1) {
        std::cerr << "bind error" << std::endl;
        exit(BIND_ERROR);
      }
    }

    static void Listen(int sock) {
      if(listen(sock, BACKLOG) == -1) {
        std::cerr << "listen failed" << std::endl;
        exit(LISTEN_ERROR);
      }
    }

    static void Accept(){}

  };
}//ns\_sock

select.hpp

#pragma once 
#include "sock.hpp"
#include <sys/select.h>
namespace ns_select_server 
{
  static const uint16\_t g_default_port = 8081;
  static const int SELECT_ERROR = 6;
  static const int BUFFER_SIZE = 4096;

  class SelectServer {
    public:
      SelectServer(int port = g_default_port):\_listen\_sock(-1), \_port(port) {
        _listen_sock = ns_sock::Sock::Socket();
        ns_sock::Sock::Bind(_listen_sock, _port);
        ns_sock::Sock::Listen(_listen_sock);
        // 初始化第三方数组
        for(int i = 0; i < FD_SETSIZE; i++) {
          _fd_array[i] = -1;
        }


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