select系统调用

    select 系统调用的用途是：在一段指定时间内，监听用户感兴趣的文件描述符上的可读事件、可写事件和异常事件。  

select系统调用的原型：

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

    select 系统调用函数，成功时返回就绪文件描述符总的个数（即 可读、可写和异常的就绪文件描述符）。如果在超时时间（自己指定的那个时间   即参数列表中的参数 timeout）内没有任何文件描述符就绪，则select系统调用函数将返回0。如果select函数失败时返回-1并设置error。如果在select等待期间，程序接收到信号，则select立刻返回-1，并设置errno为EINTR。

    nfds参数指定被监听的文件描述符的总数。通常被设置为select监听的所有文件描述符中的最大值加 1 ，因为文件描述符是从 0开始计数。

    readfds、writefds、execptfds参数分别指向可读、可写和异常事件对应的文件描述符集合。应用程序调用select函数时，通过这3个参数传入自己感兴趣的文件描述符。select调用返回时，内核将修改他们来通知应用程序哪些文件描述符已经就绪。且这三个参数是fd_set结构体指针类型。

    fd_set结构体中，仅仅包含了一个整型数组，这个数组中的每个元素的每一位（bit）标记一个文件描述符。fd_set结构体能容纳的文件描述符数量由FD_SETSIZE指定，FD_SETSIZE就限制了selectAPI能同时处理的文件描述符的总量。

    在内核中用一系列宏来访问fd_set结构体，

FD_ZERO( fd_set*  fdset )；//清除 fdset 的所有位

FD_SET( int  fd, fd_set*  fdset);  //设置fdset的位fd（即添加描述符fd）

FD_CLR( int  fd, fd_set*  fdset);  //清除fdset的位fd（即删除描述符fd）

int FD_ISSET(int fd,  fd_set*  fdset); // 判断fdset的位fd是否被设置了（即判断内核有没有操作这个描述符fd）

添加描述符fd：

删除描述符fd：

使用select系统调用来进行监听多个文件描述符的思路：

    在服务器端，在main函数中先用socket()函数创建出一个套接字，然后给通信双方定义一个统一的地址结构（如定义一个地址结构为：struct sockaddr_in  saddr  ，结构体的使用在套接字的章节中有这里就不多说了。）

然后用bind函数创建出一个新的套接字，再用listen函数创建出一个套接字监听队列。

然后创建一个数组，这个数组用来存放程序中使用到的文件描述符，因为每个文件描述符的大小都不一样，所以把每个文件描述符放在数组中对应下标的位置。

然后我们初始化这个数组中每一个元素的值为-1。（因为文件描述符的大小都是 >= 0 的，所以数组中值为-1的位置则表明没有存放文件描述符）把这个初始化数组封装成一个函数fds_init()。然后分别封装一个添加描述符的函数fds_add() 和一个删除描述符的函数fds_del()。

.然后定义一个fd_set结构体fdset，用来存放在该程序内核中所有的文件描述符。首先用FD_ZERO宏来把fdset中所有的位都清除掉，然后把用户空间上的 fds 数组中的描述符添加到内核中的 fdset 中，并得到这些文件描述符中最大的值。

然后用select函数去监听 fdset 中的文件描述符，select返回值为-1 ，则select发生错误；返回0，则，发生超时，没有就绪的文件描述符；返回n，则说明有n个文件描述符就绪。但在这n个就绪的文件描述符中，你不知道到底那个是什么就绪的文件描述符，所以要用FD_ISSET()来判断这个文件描述符是否被内核设置了，如果被设置了再通过判断它是什么类型的文件描述符，做出相应操作（如：如果连接文件描述符，则选用accpet()函数去连接一个客户端；如果是接收文件描述符，则用recv()函数接收客户端发来得数据等等）。

 

初始化用户空间的数组：

void fds_init(int fds[])
{
    int i = 0;
    for(;i < MAXFD;i++)
    {
	    fds[i] = -1;
    }
}

添加文件描述符：

void fds_add(int fds[],int fd)
{
    int i = 0;
    for(;i < MAXFD ;++i)
    {
		if(fds[i] == -1)
		{
			fds[i] = fd;
			break;
		}
    }
}

删除文件描述符：

void fds_del(int fds[],int fd)
{
    int i = 0;
    for(;i < MAXFD;++i)
    {
		if(fds[i] == fd)
		{
			fds[i] = -1;
			break;
		}
    }
}

完整代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <assert.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/time.h>

#define MAXFD 10

void fds_init(int fds[])//初始化
{
    int i = 0;
    for(;i < MAXFD;i++)
    {
	    fds[i] = -1;
    }
}

void fds_add(int fds[],int fd)//添加描述符
{
    int i = 0;
    for(;i < MAXFD ;++i)
    {
		if(fds[i] == -1)
		{
			fds[i] = fd;
			break;
		}
    }
}

void fds_del(int fds[],int fd)//删除描述符
{
    int i = 0;
    for(;i < MAXFD;++i)
    {
		if(fds[i] == fd)
		{
			fds[i] = -1;
			break;
		}
    }
}
int main()
{
    int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//创建一个套接字
    assert( sockfd != -1);

    struct sockaddr_in saddr,caddr;//定义通信时统一的地址结构
    memset(&saddr,0,sizeof(saddr));
    saddr.sin_family = AF_INET;//域
    saddr.sin_port = htons(6000);//端口号
    saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");//ip地址

    int res = bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));//命名套接字
    assert(res != -1);

    listen(sockfd,5);//创建一个套接字队列

    int fds[MAXFD];
    fds_init(fds);

    fds_add(fds,sockfd);

    fd_set fdset;

    while( 1 )
    {
		FD_ZERO(&fdset);//清除所有的位
		int maxfd = -1;

		int i = 0;
		for(;i < MAXFD ; ++i)
		{
			if(fds[i] == -1)
			{
				continue;
			}
			FD_SET(fds[i],&fdset);//添加描述符
			if(fds[i] > maxfd)
			{
				maxfd = fds[i];
			}
		}

		struct timeval tv = {5,0};//定义超时时间

		int n = select(maxfd+1,&fdset,NULL,NULL,&tv);//监听文件描述符
		if(n == -1)//出现错误
		{
			perror("select error");
			continue;
		}
		if(n == 0)//超时
		{
			printf("time out\n");
			continue;
		}
		else//返回就绪的文件描述符
		{
			int i = 0;
			for(;i < MAXFD;i++)
			{
				if(fds[i] == -1)
				{
					continue;
				}
				if(FD_ISSET(fds[i],&fdset))//判断文件描述符是否被设置
				{
					if(sockfd == fds[i])//如果是连接描述符
					{
						int len = sizeof(caddr);
						int c = accept(sockfd,(struct sockaddr*)&caddr,&len);//连接用户端
						if(c < 0)
						{
							continue;
						}
						fds_add(fds,c);
						printf("accept c = %d\n",c);
					}
					else//接收描述符
					{
						char buff[128] = {0};
						int num = recv(fds[i],buff,127,0);//接收数据
						if(num <= 0)
						{
							close(fds[i]);
							fds_del(fds,fds[i]);
							printf("one client over\n");
						}
						else
						{
							printf("recv(%d)=%s\n",fds[i],buff);
							send(fds[i],"OK",2,0);
						}
					}
				}
			}
		}

	}

}