一、select引入

一次 I/O 分為兩個(gè)部分：1）等待數(shù)據(jù)就緒 ? ? ?2）進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移

1、select 原理：

select的原理就是減少等待數(shù)據(jù)就緒的比重，巧妙的利用等待隊(duì)列機(jī)制讓用戶進(jìn)程適當(dāng)在沒有資源可讀/寫時(shí)睡眠，有資源可讀/寫時(shí)喚醒。下面我們看

看select睡眠的詳細(xì)過程。 ?

select會(huì)循環(huán)遍歷它所監(jiān)測的fd_set（一組文件描述符(fd)的集合）內(nèi)的所有文件描述符對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序的poll函數(shù)。驅(qū)動(dòng)程序提供的poll函數(shù)首先會(huì)將

調(diào)用select的用戶進(jìn)程插入到該設(shè)備驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)資源的等待隊(duì)列(如讀/寫等待隊(duì)列)，然后返回一個(gè)bitmask告訴select當(dāng)前資源哪些可用。當(dāng)select循環(huán)遍歷完

所有fd_set內(nèi)指定的文件描述符對(duì)應(yīng)的poll函數(shù)后，如果沒有一個(gè)資源可用(即沒有一個(gè)文件可供操作)，則select讓該進(jìn)程睡眠，一直等到有資源可用為止，

進(jìn)程被喚醒(或者timeout)繼續(xù)往下執(zhí)行。

select:系統(tǒng)提供select函數(shù)來實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用輸入/輸出模型。select系統(tǒng)調(diào)用是?用來讓我們的程序監(jiān)視多個(gè)文件句柄的狀態(tài)變化的。?

程序會(huì)停在select這里等待，直到被監(jiān)視的文件句柄有一個(gè)或多個(gè)發(fā)生了狀態(tài)改變。?

句柄：?0是標(biāo)準(zhǔn)輸?入，1是標(biāo)準(zhǔn)輸出，2是標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出。0、1、2是整數(shù)表?示的，對(duì)應(yīng)的FILE *?結(jié)構(gòu)的表?示就是stdin、stdout、stderr。

2、select 參數(shù)

nfds：是需要監(jiān)視的最大的?文件描述符值+1；

rdset：需要檢測的可讀?文件描述符的集合

wrset：可寫?文件描述符的集合

exset：異常?文件描述符的集合。

struct timeval結(jié)構(gòu)?用于描述?一段時(shí)間長度，如果在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，需要監(jiān)視的描述符沒有事件發(fā)生則函數(shù)返回，返回值為0。

下?面的宏提供了處理這三種描述詞組的?方式:

FD_CLR(inr fd,fd_set* set)；?用來清除描述詞組set中相關(guān)fd 的位

FD_ISSET(int fd,fd_set *set)；?用來測試描述詞組set中相關(guān)fd 的位是否為真

FD_SET（int fd,fd_set*set）；?用來設(shè)置描述詞組set中相關(guān)fd的位

FD_ZERO（fd_set *set）；?用來清除描述詞組set的全部位

參數(shù)timeout為結(jié)構(gòu)timeval，?用來設(shè)置select()的等待時(shí)間，其結(jié)構(gòu)定義如下：

如果參數(shù)timeout設(shè)為：

NULL：則表示select（）沒有timeout，select將?一直被阻塞，直到某個(gè)文件描述符上發(fā)生了事件。
0：僅檢測描述符集合的狀態(tài)，然后立即返回，并不等待外部事件的發(fā)?生。
特定的時(shí)間值：如果在指定的時(shí)間段里沒有事件發(fā)生，select將超時(shí)返回。

函數(shù)返回值：

執(zhí)行成功則返回?文件描述詞狀態(tài)已改變的個(gè)數(shù)

如果返回0代表在描述詞狀態(tài)改變前已超過timeout時(shí)間，沒有返回；

當(dāng)有錯(cuò)誤發(fā)?生時(shí)則返回-1，錯(cuò)誤原因存于errno，此時(shí)參數(shù)readfds，writefds，exceptfds和

timeout的值變成不可預(yù)測。錯(cuò)誤值可能為：

EBADF 文件描述詞為無效的或該文件已關(guān)閉

EINTR 此調(diào)?用被信號(hào)所中斷

EINVAL 參數(shù)n 為負(fù)值。

ENOMEM 核心內(nèi)存不足

3、select模型的特點(diǎn)：?
1）、可監(jiān)控的?文件描述符個(gè)數(shù)取決與sizeof(fd_set)的值。我這邊服務(wù) 器上sizeof(fd_set)＝512，每bit表?示一個(gè)?文件描述符，則我服務(wù)器上?支持的最大文件描述符是512*8=4096。? 2）、將fd加入select監(jiān)控集的同時(shí)，還要再使用一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)array保存放到select監(jiān)控集中的fd，一是用于再select 返回后，array作為源數(shù)據(jù)和fd_set進(jìn)行FD_ISSET判斷。二是select返回后會(huì)把以前加入的但并無事件發(fā)生的fd清空，則每次開始 select前都要重新從array取得fd逐一加入（FD_ZERO最先），掃描array的同時(shí)取得fd最大值maxfd，用于select的第一個(gè) 參數(shù)。? ? ? ? ? ? ? ? 3）、select模型必須在select前循環(huán)array（加fd，取maxfd），select返回后循環(huán)array（FD_ISSET判斷是否有時(shí)間發(fā)生）。
4、select缺點(diǎn)：?
（1）每次調(diào)用select，都需要把fd集合從用戶態(tài)拷貝到內(nèi)核態(tài)，這個(gè)開銷在fd很多時(shí)會(huì)很大? （2）同時(shí)每次調(diào)用select都需要在內(nèi)核遍歷傳遞進(jìn)來的所有fd，這個(gè)開銷在fd很多時(shí)也很大?

（3）select支持的文件描述符數(shù)量太小了，默認(rèn)是1024

5、select 服務(wù)器

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<unistd.h> #include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<sys/select.h> #include<arpa/inet.h> #include<netinet/in.h> #include<string.h> int array_fds[1024]; static void usage(char *proc) {printf("usage:%s [local_ip] [local_port]\n",proc); } int startup(char* _ip,int _port) {//create socketint sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(sock<0){perror("socket");return 2;}//port multiplexingint flg=1; setsockopt(sock,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&flg,sizeof(flg));struct sockaddr_in local;local.sin_family=AF_INET;local.sin_addr.s_addr=inet_addr(_ip);local.sin_port=htons(_port);//bindif(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local))<0){perror("bind");return 3;}//listenif(listen(sock,10)<0){perror("listen");return 4;}return sock; } int main(int argc,char *argv[]) {if(argc!=3){usage(argv[0]);return 1;}int listen_sock=startup(argv[1],atoi(argv[2]));int maxfd=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={0,0};FD_ZERO(&rfds);maxfd=-1;for(i=0;i<array_size;i++){if(array_fds[i]>0){FD_SET(array_fds[i],&rfds);if(array_fds[i]>maxfd){maxfd=array_fds[i];}}}switch(select(maxfd+1,&rfds,NULL,NULL,&_timeout)){case 0:printf("timeout...\n");break;case -1:perror("select\n");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[10240];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; }

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux：I/O多路转接之select（有图有代码有真相！！！）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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