I/O多路转接之select

系统提供select函数来实现多路复用输入/输出模型。select系统调用是用来让我们的程序监视多个文件句柄的状态变化的。程序会停在select这里等待，直到被监视的文件句柄有一个或多个发生了状态改变。关于文件句柄，其实就是一个整数，我们最熟悉的句柄是0、1、2三个，0是标准输入，1是标准输出，2是标准错误输出。0、1、2是整数表示的，对应的FILE *结构的表示就是stdin、stdout、stderr。

rdset,wrset,exset分别对应于需要检测的可读文件描述符的集合，可写⽂文件描述符的集 合及异常文件描述符的集合。
struct timeval结构用于描述⼀一段时间长度，如果在这个时间内，需要监视的描述符没有事件发生则函数返回，返回值为0。
下面的宏提供了处理这三种描述词组的⽅方式:
FD_CLR(inr fd,fd_set* set)；用来清除描述词组set中相关fd 的位
FD_ISSET(int fd,fd_set *set)；用来测试描述词组set中相关fd 的位是否为真
FD_SET（int fd,fd_set*set）；用来设置描述词组set中相关fd的位
FD_ZERO（fd_set *set）；用来清除描述词组set的全部位

如果参数timeout设为：
NULL：则表示select（）没有timeout，select将一直被阻塞，直到某个文件描述符上发生了事件。
0：仅检测描述符集合的状态，然后立即返回，并不等待外部事件的发生。
特定的时间值：如果在指定的时间段里没有事件发生，select将超时返回。
select缺点：
（1）每次调⽤用select，都需要把fd集合从⽤用户态拷贝到内核态，这个开销在fd很多时会很⼤大
（2）同时每次调⽤用select都需要在内核遍历传递进来的所有fd，这个开销在fd很多时也很⼤大
（3）select⽀支持的⽂文件描述符数量太⼩小了，默认是1024

示例：select编写服务器

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
int array_fds[1024];
int startup(const char* ip,int port)
{
//创建套接字
    int sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sock<0)
    {
        perror("socket");
        return 2;
    }
    //端口复用
    int flg = 1;  setsockopt(sock,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&flg,sizeof(flg));
    struct sockaddr_in local;
    local.sin_family=AF_INET;
    local.sin_port = htons(port);
    local.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    //绑定
    if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local))<0)
    {
        perror("bind");
        return 3;
    }
    //监听
    if(listen(sock,10)<0)
    {
        perror("listen");
        return 4;
    }
    return sock;
}
static void Usage(char* proc)
{
    printf("%s [server_ip] [server_port]\n",proc);
}
int main(int argc,char* argv[])
{
    if(argc!=3)
    {
        Usage(argv[0]);
        return 1;
    }
    int listen_sock = startup(argv[1],atoi(argv[2]));
    int maxid = 0;
    fd_set rfds;
    int array_size =sizeof(array_fds)/sizeof(array_fds[0]);
    array_fds[0] = listen_sock;
    int i = -1;
    for(;i<array_size;i++)
    {
        array_fds[i]=-1;
    }
    while(1)
    {
        struct timeval _timeout = {3,0};
        FD_ZERO(&rfds);
        maxid = -1;
        for(i=0;i<array_size;i++)
        {
            if(array_fds[i]>0)
            {
                FD_SET(array_fds[i],&rfds);
                if(array_fds[i]>maxid)
                {
                    maxid = array_fds[i];
                }
            }
        }
switch(select(maxid+1,&rfds,NULL,NULL,&_timeout))
{
    case 0:
        printf("timeout....\n");
        break;
    case 1:
        perror("select");
        break;
    default:
        {
            int j = 0;
            for(;j<array_size;j++)
            {
                if(array_fds[j]<0)
                    continue;
                if(j==0&&FD_ISSET(array_fds[j],&rfds))
                {
                    struct sockaddr_in client;
                    socklen_t len = sizeof(client);
                    int new_fd = accept(array_fds[j],(struct sockaddr*)&client,&len);
                    if(new_fd<0)
                    {
                        perror("accept");
                        continue;
                    }
                    else
                    {
                    printf("get a new client:(%s:%d)\n",\
                        inet_ntoa(client.sin_addr),\
                        ntohs(client.sin_port));
                    int k = 1;
                    for(;k<array_size;k++)
                    {
                        if(array_fds[k]<0)
                        {
                            array_fds[k] = new_fd;
                            break;
                        }
                    }
                    if(k==array_size)
                    {
                        close(new_fd);
                    }
                }
            }
            else if(j==0&&FD_ISSET(array_fds[j],&rfds))
            {
                char buf[1024];
                ssize_t s = read(array_fds[j],\
                        buf,sizeof(buf)-1);
                if(s>0)
                {
                    buf[s] = 0;
                    printf("client say:%s\n",buf);
                }
                else if(s==0)
                {
                    printf("client quit!\n");
                    close(array_fds[j]);
                    array_fds[j] = -1;
                }
                else
                {
                    perror("read");
                    close(array_fds[j]);
                    array_fds[j] = -1;
                }
            }
        }
        break;
}
}
        return 0;
}
}