I/O複用是一種讓進程預先告知內核的能力，使得內核一旦發現進程指定的一個或多個I/O條件就緒（如可以讀/寫了），內核就通知進程。主要有select、poll和epoll三種函數支持。調用這幾個函數時，不會阻塞在真正的I/O函數上（如read、write），而是阻塞在這幾個系統調用上，直到指定的I/O條件就緒。
下邊看看select系統調用的應用場景。
I/O複用系統調用之select()——I/O複用場景
以下情況需要使用I/O複用技術：
- 客戶端需要同時處理多個socket；
- 客戶端需要同時處理用戶輸入和網絡連接；
- 服務器需要同時處理監聽socket和連接socket；
- 服務器需要同時處理TCP請求和UDP請求；
- 服務器需要同時監聽多個端口；
select()函數原型：
#include <sys/select.h>int select(int nfds, //被監聽描述符總數，通常被設置爲select監聽的最大描述符號+1 fd_set* readfds, //接下來三個參數指向可讀、可寫、異常所對應描述符的集合 fd_set* writefds, fd_set* exceptfds, struct timeval* timeout)； //設置爲NULL，則阻塞直到指定描述符事件發生，或設置超時時間沒有任何描述符事件就緒就返回0 timeval結構體如下：struct timeval { //timeval的兩個域都爲0，則select不會阻塞，只是簡單的輪詢指定的描述符集合 long tv_sec; //秒數 long tv_usec; //微秒數 返回值： select成功返回就緒描述符的個數； 失敗返回-1（信號中斷返回-1，設置error爲EINTR）select函數的第四個參數說的“異常”並不是說文件描述符出現了錯誤，在Linux上一個異常情況只會在下面兩種情況下發生：
- 連接到處於信包模式下的僞終端主設備上的從設備狀態發生了改變；
- 流式套接字上接收到了帶外數據。
FD_ZERO(fd_set *fds)： 清空fds與所有文件句柄的聯繫。FD_SET(int fd, fd_set *fds)：建立文件句柄fd與fds的聯繫。FD_CLR(int fd, fd_set *fds)：清除文件句柄fd與fds的聯繫。FD_ISSET(int fd, fd_set *fds)：檢查fds聯繫的文件句柄fd是否readfds、writefds和exceptions指向的結構體都是保存結果的值。由於這些結構體會在調用中被修改，如果要在循環中重複調用select(0，必須保證每次都要重新初始化它們。
可讀的條件：
- socket內核接收緩衝區中字節大於等於低水位（低水位爲套接字選項中的內容）
- socket對方關閉連接
- 監聽socket上有新的連接
- socket上有待處理的錯誤
可寫的條件
- socket中發送緩衝區字節大於低水位
- socket對方寫操作關閉
- socket上使用非阻塞connect連接成功或者失敗之後
- socket上有未處理的錯誤
select()調用的缺點：
- 單個進程可監視的fd數量被限制（FD_SETSIZE限定了select能容納的最大描述符數，在Linux上通常爲1024）；
- 對socket採用輪詢的方法；
- 需要維護一個用來存放大量fd的數據結構
select實例：
select監聽的描述符上有普通數據，標誌着這個select上有可讀事件；如果上邊有帶外數據標誌着select上有異常發生。
先看一個簡單的客戶/服務器回射程序（未使用select），客戶從標準輸入stdin讀入一行數據，發送給服務器，然後又從服務器讀取該行數據，回顯至客戶的標準輸出stdout。
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <signal.h>#include <errno.h>#include <unistd.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <sys/mman.h> void sig_chld(int signo){ pid_t pid; int stat; while((pid = waitpid(-1,&stat,WNOHANG)) > 0) printf("child %d terminated\n",pid); return;} void str_echo(int sockfd){ ssize_t n; char buf[BUFSIZ]; again: while((n = read(sockfd, buf, BUFSIZ)) > 0) write(sockfd,buf,n); if(n < 0 && errno == EINTR) goto again; else if(n < 0) printf("str_echo:%m\n"),exit(0);} int main(int argc, char **argv){ int listenfd,connfd; pid_t childpid; socklen_t clilen; struct sockaddr_in cliaddr,servaddr; void sig_chld(int); listenfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0); bzero(&servaddr,sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.234.129"); servaddr.sin_port = htons(13000); bind(listenfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr)); listen(listenfd,3); signal(SIGCHLD,sig_chld); for(;;) { clilen = sizeof(cliaddr); if((connfd = accept(listenfd,(struct sockaddr*)&cliaddr,&clilen)) < 0) { if(errno == EINTR) continue; else printf("accept: %m\n"),exit(1); } if((childpid = fork()) == 0) { close(listenfd); str_echo(connfd); exit(0); } close(connfd); }}#include <stdio.h>#include <sys/socket.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <arpa/inet.h>#include <netinet/in.h> void str_cli(FILE *fp, int sockfd){ char sendline[BUFSIZ],recvline[BUFSIZ]; while(fgets(sendline,BUFSIZ,fp) != NULL) { write(sockfd,sendline,strlen(sendline)); if(read(sockfd,recvline,BUFSIZ) == 0) printf("readline:%m\n"),exit(1); fputs(recvline,stdout); }} int main(int argc, char **argv){ int sockfd; struct sockaddr_in servaddr; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_port = htons(13000); inet_aton("192.168.234.129",&servaddr.sin_addr); connect(sockfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr)); str_cli(stdin,sockfd); exit(0);}
服務器程序運行，客戶端啓動，輸入test，回顯test正常：
客戶端進程阻塞於stdin，等待標準輸入（example行），此時關閉服務器端程序，客戶端仍然阻塞於stdin。
該客戶端程序中存在一個問題：當客戶程序阻塞於從標準輸入fgets讀數據時，服務器程序退出，
客戶端無法立刻收到通知。爲了解決這個問題可以通過使用select重寫該客戶端程序的str_cli函數，使得服務器進程一終止，客戶就能立刻得到通知。
void str_cli(FILE *fp, int sockfd){ int maxfdp1, stdineof; fd_set rset; char buf[BUFSIZ]; int n; stdineof = 0; FD_ZERO(&rset); for(;;) { if(stdineof == 0) FD_SET(fileno(fp),&rset); //fileno函數把標準I/O文件指針轉換爲對應的描述符 FD_SET(sockfd,&rset); if(fileno(fp) > sockfd) maxfdp1 = fileno(fp) + 1; else maxfdp1 = sockfd + 1; select(maxfdp1, &rset, NULL, NULL, NULL); if(FD_ISSET(sockfd,&rset)) { if((n = read(sockfd, buf, BUFSIZ)) == 0) { if(stdineof == 1){ printf("stdineof == 1\n"); return; } else printf("read:%m\n"),exit(1); } write(fileno(stdout), buf, n); } if(FD_ISSET(fileno(fp),&rset)) { if((n = read(fileno(fp), buf, BUFSIZ)) == 0) { stdineof = 1; shutdown(sockfd, SHUT_WR); FD_CLR(fileno(fp),&rset); continue; } write(sockfd, buf, n); } }}
poll()系統調用
和select()函數功能類似，
#include <poll.h>int poll(struct pollfd* fds, nfds_t nfds, int timeout); fds爲pollfd結構體數組，定義如下：struct pollfd { int fd; //文件描述符 short events; //註冊的事件,一系列事件按位或實現 short revents; //實際發生的事件，由內核填充，通知應用程序發生了哪些事件，若對某個描述符不感興趣可將該字段設置爲0} nfds指定了數組fds中元素的個數（nfds_t 爲無符號整型）；timeout參數同select()函數；
poll()返回值：
-1：表示發生錯誤，可能是EINTR信號中斷；
0：表示該調用在任意一個文件描述符稱爲就緒態之前超時；
正整數：表示數組fds中擁有的非零revents字段的pollfd結構體數量。
select和poll返回正整數有一些差別。若一個文件描述符在返回的描述符集合中出現了不止一次，系統調用select(）會將同一個文件描述符計數多次；而poll(）系統調用返回的是就緒態的文件描述符個數，且一個文件描述符只會統計一次，就算在相應的revents字段中設定了多個位掩碼也是如此。
poll事件類型：
