I/O多路轉接之select

系統提供select函數來實現多路複用輸入/輸出模型。select系統調用是用來讓我們的程序監視多個文件句柄的狀態變化的。程序會停在select這裏等待，直到被監視的文件句柄有一個或多個發生了狀態改變。關於文件句柄，其實就是一個整數，我們最熟悉的句柄是0、1、2三個，0是標準輸入，1是標準輸出，2是標準錯誤輸出。0、1、2是整數表示的，對應的FILE *結構的表示就是stdin、stdout、stderr。

rdset,wrset,exset分別對應於需要檢測的可讀文件描述符的集合，可寫⽂文件描述符的集 合及異常文件描述符的集合。
struct timeval結構用於描述⼀一段時間長度，如果在這個時間內，需要監視的描述符沒有事件發生則函數返回，返回值爲0。
下面的宏提供了處理這三種描述詞組的⽅方式:
FD_CLR(inr fd,fd_set* set)；用來清除描述詞組set中相關fd 的位
FD_ISSET(int fd,fd_set *set)；用來測試描述詞組set中相關fd 的位是否爲真
FD_SET（int fd,fd_set*set）；用來設置描述詞組set中相關fd的位
FD_ZERO（fd_set *set）；用來清除描述詞組set的全部位

如果參數timeout設爲：
NULL：則表示select（）沒有timeout，select將一直被阻塞，直到某個文件描述符上發生了事件。
0：僅檢測描述符集合的狀態，然後立即返回，並不等待外部事件的發生。
特定的時間值：如果在指定的時間段裏沒有事件發生，select將超時返回。
select缺點：
（1）每次調⽤用select，都需要把fd集合從⽤用戶態拷貝到內核態，這個開銷在fd很多時會很⼤大
（2）同時每次調⽤用select都需要在內核遍歷傳遞進來的所有fd，這個開銷在fd很多時也很⼤大
（3）select⽀支持的⽂文件描述符數量太⼩小了，默認是1024

示例：select編寫服務器

#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)
{
//創建套接字
    int sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sock<0)
    {
        perror("socket");
        return 2;
    }
    //端口複用
    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);
    //綁定
    if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local))<0)
    {
        perror("bind");
        return 3;
    }
    //監聽
    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;
}
}