网络编程4：高并发服务器——多路I/O转接服务器设计（select、poll、epoll）

返回：Linux网络编程学习笔记

select、poll、epoll三者优缺点对比

多路I/O函数	优点	缺点
select	1.函数诞生时间早，跨平台性好，windows、linux、macOS、Unix、类Unix均支持	1.监听的文件描述符上限为1024；2.需要添加业务逻辑，来监听满足条件的fd，代码编程难度会提高（业务逻辑是指添加一个1024大小的数组，通过数组来管理满足条件的fd，详见代码）
poll	1.自带数组结构，可将监听和返回事件集合分离；2.可以拓展文件描述符监听上限，突破1024	1.不能跨平台，仅Linux支持；2.无法直接定位满足监听事件的文件描述符，编码难度较大
epoll	1.解决了监听事件难于管理的问题，编程比较简单；2.监听事件上限可以突破1024	1.不能跨平台，仅Linux支持。

 

1. select

1.1 select输入参数说明

       /* According to earlier standards */
       #include <sys/time.h>
       #include <sys/types.h>
       #include <unistd.h>

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

       void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
       int  FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
       void FD_SET(int fd, fd_set *set);
       void FD_ZERO(fd_set *set);

参数说明：
int nfds                       //监听的最大文件描述符+1，作为监听循环的上限
fd_set *read_fds,        //监视的可读文件句柄集合。
fd_set *write_fds,       //监视的可写文件句柄集合。
fd_set *excepr_fds,      //监视的异常文件句柄集合。
struct timeval *timeout  //本次select()的超时结束时间。

1.2 select函数使用方法

方法一：通过循环判断文件lfd+1到maxfd之间是否有读事件，来操作套接字的读和写。

缺点：效率比较低，在lfd+1到maxfd之间如果有文件关闭了，也会进入FD_ISSET的判断。

方法二：定义数组int client[1024]，用来管理lfd+1到maxfd之间需要监听的文件，具体方法如下：

1.当lfd有读事件时会生成cfd，通过for循环查找靠前没有使用的client元素，使client[i]=cfd（未使用的client[i]会置-1）；

2.在使用FD_ISSET之前，先判断client[i]是否大于0，大于0的情况才进行判断。

具体的操作如下：

参考链接：linux select函数详解

1.3 使用select函数实现多路I/O转发

详见底部代码

主要疑问：select函数实现的是一个非阻塞忙轮询的逻辑，accept函数为何不会阻塞？

原因很简单，下方代码在使用accept函数之前，首先通过FD_ISSET函数判断了listenfd是有读事件发生的，所以不阻塞。只有在listenfd没有读事件且使用accept函数的情况下，才会阻塞，通过条件判断规避了阻塞的情况。

        nready = select(maxfd+1, &rset, NULL, NULL, NULL);
        if (nready < 0)
            perr_exit("select error");

        if (FD_ISSET(listenfd, &rset)) {                        /* 说明有新的客户端链接请求 */

            clie_addr_len = sizeof(clie_addr);
            connfd = Accept(listenfd, (struct sockaddr *)&clie_addr, &clie_addr_len);       /* Accept 不会阻塞 */

            FD_SET(connfd, &allset);                            /* 向监控文件描述符集合allset添加新的文件描述符connfd */

            if (maxfd < connfd)
                maxfd = connfd;

            if (0 == --nready)                                  /* 只有listenfd有事件, 后续的 for 不需执行 */
                continue;
        } 

2. poll

2.1 poll函数输入参数说明

NAME
       poll, ppoll - wait for som