1高并发server：多路IO之select-优快云博客

本文深入探讨了Select模型的工作原理和技术细节，包括其限制、适用场景及实现案例。文章通过具体代码展示了如何利用Select来处理多个客户端连接，同时分析了Select在不同情况下的优缺点。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1 select

A：select能监听的文件描写叙述符个数受限于FD_SETSIZE,一般为1024。单纯改变进程打开

的文件描写叙述符个数并不能改变select监听文件个数

B：解决1024下面client时使用select是非常合适的，但假设链接client过多，select採用的是轮询模型，会大大减少server响应效率。不应在select上投入很多其它精力

2 依赖的头文件

#include <sys/select.h>

/* 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);

说明：

nfds: 监控的文件描写叙述符集里最大文件描写叙述符加1，由于此參数会告诉内核检測前多少个文件描写叙述符的状态

readfds：监控有读数据到达文件描写叙述符集合。传入传出參数

writefds：监控写数据到达文件描写叙述符集合，传入传出參数

exceptfds：监控异常发生达文件描写叙述符集合,如带外数据到达异常。传入传出參数

timeout:定时堵塞监控时间，3中情况

NULL,永远等下去
设置timeval,等待固定时间
设置timeval里时间均为0，检查描写叙述字后马上返回，轮询。

struct timeval {

long tv_sec; /* seconds */

long tv_usec; /* microseconds 微秒；一百万分之中的一个秒*/

};

void FD_CLR(int fd,fd_set *set); 把文件描写叙述符集合里fd清零

int FD_ISSET(int fd,fd_set *set); 測试文件描写叙述符集合里fd是否置1

void FD_SET(int fd,fd_set *set); 把文件描写叙述符集合里fd位置1

void FD_ZERO(fd_set *set); 把文件描写叙述符集合里全部位清0

select模型

案例说明：

Server.c

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<string.h>

#include<netinet/in.h>

#include<arpa/inet.h>

#include<ctype.h>

#include<unistd.h>

#include"wrap.h"

#define MAXLINE 80

#define SERV_PORT 8000

int main(void)

{

int i,maxi,maxfd,listenfd,connfd,sockfd;

* nready为select之后返回的被监控管理的数量，

* 最大的被管理的文件最大的被管理的文件描写叙述符的

* 数量是1024

/*FD_SETSIZE默觉得1024*/

int nready,client[FD_SETSIZE]; /* FD_SETSIZE默觉得1024 */

ssize_t n;

fd_set rset,allset;

char buf[MAXLINE];

/*以下表示的是ip地址的长度*/

char str[INET_ADDRSTRLEN]; /*#define IN*/

socklen_t cliaddr_len;

struct sockaddr_in cliaddr,servaddr;

/*整个server仅仅有一个listenfd文件描写叙述符*/

//1、建立一个socket,案例中是针对TCP的

listenfd = Socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));

servaddr.sin_family = AF_INET;

servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

//2、Bind

Bind(listenfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr));

//3、正在链接的时候最大支持128个，当accept之后就无论了

Listen(listenfd,20); /*默认最大128*/

maxfd = listenfd; /*初始化*/

maxi = -1; /*client[]的下标*/

for(i = 0;i < FD_SETSIZE;i++){

client[i] = -1; /*用-1初始化client*/

}

//将管理的文件描写叙述符集合的内容设置成为0

FD_ZERO(&allset);

//将listenfd纳入allset中进行管理

FD_SET(listenfd,&allset); /*构造select监控文件描写叙述符集*/

for(;;){

/*每次循环时都又一次设置select监控信号集。这里相当于rset的一个备份*/

rset = allset;

//第一个參数是最大描写叙述的最大值+1

nready = select(maxfd+1,&rset,NULL,NULL,NULL);

if(nready < 0) {

perr_exit("select error");

}

//推断listenfd是否已经纳入管理

if(FD_ISSET(listenfd,&rset)) {

cliaddr_len = sizeof(cliaddr);

connfd = Accept(listenfd,(struct sockaddr *)&cliaddr,&cliaddr_len);

//打印ip地址和port号

printf("received from %s at PORT %d\n",

inet_ntop(AF_INET,&cliaddr.sin_addr.s_addr,str,sizeof(str)),

ntohs(cliaddr.sin_port));

for(i = 0;i < FD_SETSIZE;i++) {

if(client[i] < 0) {

client[i] = connfd;/*保存accept返回的文件描写叙述符到client[]里*/

break;

}

} /*达到select能监控的文件个数上限1024*/

if(i == FD_SETSIZE) {

fputs("to many clients\n",stderr);

exit(1);

}

/*加入一个新的文件描写叙述符到监控信号集里*/

FD_SET(connfd,&allset);

if(connfd > maxfd)

maxfd = connfd; /*select第一个參数须要*/

if(i > maxi)

maxi = i; /*更新client[]最大下标值*/

if(--nready == 0)

/*假设没有很多其它的就绪文件描写叙述符，继续回到上面select

* 负责处理未完毕的就绪文件描写叙述符*/

continue;

}

for(i = 0;i< maxi;i++) {

if((sockfd = client[i]) < 0)

continue;

if(FD_ISSET(sockfd,&rset)) {

if((n=Read(sockfd,buf,MAXLINE)) == 0) {

/*当client关闭链接时，server端也关闭链接*/

Close(sockfd);

/*解除select监控文件描写叙述符*/

FD_CLR(sockfd,&allset);

client[i] = -1;

} else {

int j;

for(j = 0; j< n;j++) {

buf[j] = toupper(buf[j]);

}

Write(sockfd,buf,n);

}

if(--nready == 0)

break;

}

Close(listenfd);

return 0;

}

Client.c

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <unistd.h>

#include <netinet/in.h>

#include <arpa/inet.h>

#include"wrap.h"

#define MAXLINE 80

#define SERV_PORT 8000

int main(void) {

struct sockaddr_in servaddr;

char buf[MAXLINE];

int sockfd,n;

//1.Socket

sockfd = Socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

//设置ip和port号等相关信息

bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));

servaddr.sin_family = AF_INET;

inet_pton(AF_INET,"127.0.0.1",&servaddr.sin_addr);

servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

//2.建立连接

Connect(sockfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr));

while(fgets(buf,MAXLINE,stdin) != NULL) {

//3.Write数据

Write(sockfd,buf,strlen(buf));

n = Read(sockfd,buf,MAXLINE);

if(n == 0) {

printf("the other side has been closed.\n");

} else {

Write(STDOUT_FILENO,buf,n);

}

Close(sockfd);

return 0;

}

Wrap.h

#ifndef __WRAP_H_

#define __WRAP_H_

void perr_exit(const char *s);

int Accept(int fd, struct sockaddr *sa, socklen_t *salenptr);

void Bind(int fd, const struct sockaddr *sa, socklen_t salen);

void Connect(int fd, const struct sockaddr *sa, socklen_t salen);

void Listen(int fd, int backlog);

int Socket(int family, int type, int protocol);

ssize_t Read(int fd, void *ptr, size_t nbytes);

ssize_t Write(int fd, const void *ptr, size_t nbytes);

void Close(int fd);

ssize_t Readn(int fd, void *vptr, size_t n);

ssize_t Writen(int fd, const void *vptr, size_t n);

static ssize_t my_read(int fd, char *ptr);

ssize_t Readline(int fd, void *vptr, size_t maxlen);

#endif

Wrap.c

#include <stdlib.h>

#include <errno.h>

#include <sys/socket.h>

void perr_exit(const char *s)

{

perror(s);

exit(1);

}

int Accept(int fd, struct sockaddr *sa, socklen_t *salenptr)

{

int n;

again:

if ( (n = accept(fd, sa, salenptr)) < 0) {

if ((errno == ECONNABORTED) || (errno == EINTR))

goto again;

else

perr_exit("accept error");

}

return n;

}

void Bind(int fd, const struct sockaddr *sa, socklen_t salen)

{

if (bind(fd, sa, salen) < 0)

perr_exit("bind error");

}

void Connect(int fd, const struct sockaddr *sa, socklen_t salen)

{

if (connect(fd, sa, salen) < 0)

perr_exit("connect error");

}

void Listen(int fd, int backlog)

{

if (listen(fd, backlog) < 0)

perr_exit("listen error");

}

int Socket(int family, int type, int protocol)

{

int n;

if ( (n = socket(family, type, protocol)) < 0)

perr_exit("socket error");

return n;

}

ssize_t Read(int fd, void *ptr, size_t nbytes)

{

ssize_t n;

again:

if ( (n = read(fd, ptr, nbytes)) == -1) {

if (errno == EINTR)

goto again;

else

return -1;

}

return n;

}

ssize_t Write(int fd, const void *ptr, size_t nbytes)

{

ssize_t n;

again:

if ( (n = write(fd, ptr, nbytes)) == -1) {

if (errno == EINTR)

goto again;

else

return -1;

}

return n;

}

void Close(int fd)

{

if (close(fd) == -1)

perr_exit("close error");

}

ssize_t Readn(int fd, void *vptr, size_t n)

{

size_t nleft;

ssize_t nread;

char *ptr;

ptr = vptr;

nleft = n;

while (nleft > 0) {

if ( (nread = read(fd, ptr, nleft)) < 0) {

if (errno == EINTR)

nread = 0;

else

return -1;

} else if (nread == 0)

break;

nleft -= nread;

ptr += nread;

}

return n - nleft;

}

ssize_t Writen(int fd, const void *vptr, size_t n)

{

size_t nleft;

ssize_t nwritten;

const char *ptr;

ptr = vptr;

nleft = n;

while (nleft > 0) {

if ( (nwritten = write(fd, ptr, nleft)) <= 0) {

if (nwritten < 0 && errno == EINTR)

nwritten = 0;

else

return -1;

}

nleft -= nwritten;

ptr += nwritten;

}

return n;

}

static ssize_t my_read(int fd, char *ptr)

{

static int read_cnt;

static char *read_ptr;

static char read_buf[100];

if (read_cnt <= 0) {

again:

if ( (read_cnt = read(fd, read_buf, sizeof(read_buf))) < 0) {

if (errno == EINTR)

goto again;

return -1;

} else if (read_cnt == 0)

return 0;

read_ptr = read_buf;

}

read_cnt--;

*ptr = *read_ptr++;

return 1;

}

ssize_t Readline(int fd, void *vptr, size_t maxlen)

{

ssize_t n, rc;

char c, *ptr;

ptr = vptr;

for (n = 1; n < maxlen; n++) {

if ( (rc = my_read(fd, &c)) == 1) {

*ptr++ = c;

if (c == '\n')

break;

} else if (rc == 0) {

*ptr = 0;

return n - 1;

} else

return -1;

}

*ptr = 0;

return n;

}