I/O多路转接之select

什么是I/O多路转接技术：
先构建一张有关描述符的列表，然后调用一个函数，直到这些描述符中的一个已准备好进行I/O时，该函数才返回，在返回时，他告诉进程哪些描述符已准备好可以进行I/O。


上述调用的函数，有select，poll，pselect及poll的增强版epoll等，本文主要介绍select。

函数原型：
int select(int maxfdp1,fd_set *restrict readfds,fd_set *restrict writefds,fd_set *restrict rxceptfds,struct timeval *restrict tvptr);

返回值：返回-1时，表示出错
返回0时，表示没有描述符准备好，并把描述符集清0
返回正整数时，表示已经准备好的描述符数之和，并清零除准备好的描述符之外的其它位

参数介绍：
maxfdp1：取描述符中最大的一个并+1。也可将其设置为FD_SETSIZE,即最大的描述符数（一般为1024）。但多数时间用不到这么多的描述符。

readfds，writefds，rxceptfds：指向描述符集的指针，放入的是我们关心的状态是可读或可写或处于异常的描述符。描述符集内为每一个描述符保持一位，即放入的描述符仅占一位。

tvptr：指向timeval结构体的指针，指定愿意等待的时间。
struct timeval｛
 long tv_sec;//秒
 long tv_usec;//毫秒
｝
当tvptr==NULL时，则永远等待，如果有描述符准备好可读或可写或异常时，则中断此永远等待，select返回一个值。
当tvptr->tv_sec==0 && tvptr->tv_usec==0时，则永远不等待，获得所有描述符的状态后立即返回。这是获得多个描述符的状态而不阻塞select的轮询方法。
当tvptr->tv_sec=指定的秒数 || tvptr->tv_usec=指定的毫秒数，则等待指定的时间，当指定的描述符准备好或超时，则立即返回，如果超时却没有描述符准备好，则返回0。


实现过程：
内核从0到maxfdp1遍历一遍描述符，当某一描述符集内的某一描述符准备好时，返回1，若一个描述符同时存在于两个描述符集内，且都准备好，则直接返回2。


接口函数：
select的接口共有4个函数
int  FD_ISSET(int fd,fd_set *fdset);//从select返回时，用来测试该集中的一个给定位是否仍旧设置。
void FD_CLR(int fd,fd_set *fdset);//清除指定集中的指定位
void FD_SET(int fd,fd_set *fdsset);//将指定描述符加入到指定描述符集中
void FD_ZERO(fd_set *fdset);//将指定的描述符集所有位设置为0


代码一般框架：
fd_set readset;//此处并没有定义指向结构体的指针，而是直接定义类型为fd_set的结构体
fd_set rset;
int maxfd；
......
......
......
FD_ZERO(&readset);//函数原型此处操作的是指针，所以我们取结构体的首地址

FD_SET(server_fd,&readset);

FD_SET(other_fd,&readset);

for( ; ; )
{
rset=readset;//由于select每一次返回都会清空描述符集内的位，所以这里重复赋值
if((select(maxfd,&rset,NULL,NULL,NULL))>0)//此处没有定义写状态集及异常状态集，就置为NULL，这里的select并没有给出具体的描述符值，只是给出了有多少描述符准备好了，下述操作可确定描述符
{
for(fd=0;fd<maxfd;fd++)//当有多个描述符需要关心状态时，可如此
{
if(FD_ISSET(fd,&rset))//验证fd是否确实准备好
{
if(fd==server_fd)//此处给出我们关心的描述符
{
......
}
else if(fd==other_fd)
{
......
}
......
}
......
}
}

}

总结：

select的缺点很明显，在高并发下，效率低，且最大并发数受限。但在低并发下且描述符活跃时，select效率也与epoll相差不大。