对select函数的理解

对select函数的理解

1. 处理多个socket链接的方法

阻塞模式下服务端要解决多个客户链接的问题的3个思路：

1. 每个客户端的socket对应一个内核线程，在这个线程内部进行阻塞的read
2. 单线程，自己记录一个socket列表，循环去内核中查询socket是否ready
3. 单线程，系统提供一个ready状态的socket列表，主线程从这个列表中处理socket

思路1，如果链接很多（C10k）线程就会很多，消耗系统资源，并增加调度成本（Java BIO）。

思路2，每次都要遍历一边所有socket，链接很多时效率低，可能大部分链接都没数据（select）。

思路3，比较理想(epoll)。

2. select函数

2.1. 使用方法

函数原型：

select(int nfds, fd_set *restrict readfds, fd_set *restrict writefds, fd_set *restrict errorfds, struct timeval *restrict timeout);

select() 检查 readfds, writefds 中的 io描符是否可读、可写了，如果有ready状态的，函数就返回。
nfds是总共fd的个数，而不是最大的fd。

使用select函数步骤：

1. 初始化 fd_set，把要监控的fd仍进去
2. 调用select,阻塞
3. 阻塞结束后，遍历查看fd_set中的ready的socket

fd_set 是什么？
一个结构体:

typedef	struct fd_set {
	__int32_t	fds_bits[__DARWIN_howmany(__DARWIN_FD_SETSIZE, __DARWIN_NFDBITS)];
} fd_set;

结构体中有一个数组，默认是是1024，这就是linux中select的函数限制最大链接数的原因。
重新编译内核才能提高这个数字。
FD_ISSET 就是取对应位置状态值（0，1），并且在用户空间，
用户需要遍历编一遍这个数组来检查是哪个socket有数据。

select的内部实现:

1. readfds 从用户空间传递到内核空间
2. 将当前进程加入到 readfds 中的每个socket的等待队列
3. 当socket来数据了就把 线程唤醒(移出等待队列)
4. 把有数据的fds 从内核空间搞到用户空间
5. 用户空间看一遍fds，知道哪个socket有数据了，然后read、accept

select的问题:

1. 每次调用select就要把readfds 传到内核，wake的时候再拿回来需要传递1024 * 4 bytes
2. 每次需要把当前线程加入到所有socket的等待队列
3. 每次需要遍历一遍readfds来查看那个socket有数据

每次调用select都会有以上两次传递和两次遍历，当链接个数多时，性能下降比较快：

select可能的改进:

1. readfds一直都在内核中维护，不要每次都送进来
2. 可以动态单个变更内核中的readfds
3. 就绪列表，传给内核一个指针，内核把这个指针指向就绪的sockets (避免来回传递所有的socket)