Linux系统下select的使用方式
select连接以及使用方式
select用于监视和操作文件描述符，通过管理进程的fd_set来通知是否可以进行I/O有关的操作。
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
nfds是当前进程中文件描述符最大的一个，一般设置max + 1。出错返回-1，时间到返回0，具体参考手册和代码实例。
具体参考：http://man7.org/linux/man-pages/man2/select.2.html
代码实例
编程环境：Ubuntu 18.04 LTS
编译器：G++ 7.2
串行的select例子，服务器接受客户端的请求，并返回客户端发送来的数据。
服务器
#include \n" , argv[0]);
return -1;
}
int len, rc, on = 1;
int listen_sd, max_sd, new_sd;
int desc_ready, end_server = FALSE;
int close_conn;
char buffer[80];
struct sockaddr_in addr;
struct timeval timeout;
fd_set master_set, working_set;
listen_sd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (listen_sd < 0) {
perror("socket() falied\n");
return -1;
}
rc = setsockopt(listen_sd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
(char*)&on, sizeof(on));
if (rc < 0) {
perror("setsockopt() failed\n");
close(listen_sd);
return -1;
}
// 这里设置为非阻塞的listen模式，这样accpet函数在
// 接收不到连接的时候，不会发生阻塞。
rc = ioctl(listen_sd, FIONBIO, (char*)&on);
if (rc < 0) {
perror("ioctl() failed\n");
close(listen_sd);
return -1;
}
memset(&addr, 0, sizeof(addr));
int port = atoi(argv[1]);
if (port <= 1024) {
perror("port error\n");
return -1;
}
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(port);
addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
rc = bind(listen_sd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));
if (rc < 0) {
perror("bind() error\n");
close(listen_sd);
return -1;
}
rc = listen(listen_sd, 32);
if (rc < 0) {
perror("listen() error\n");
close(listen_sd);
return -1;
}
FD_ZERO(&master_set);
max_sd = listen_sd;
FD_SET(listen_sd, &master_set);
timeout.tv_sec = 3 * 60; // 3分钟的时间
timeout.tv_usec = 0;
do {
memcpy(&working_set, &master_set, sizeof(master_set));
printf("Waiting on select()...\n");
rc = select(max_sd + 1, &working_set, NULL, NULL, &timeout);
if (rc < 0) {
perror("select() failed\n");
break;
}
if (rc == 0) {
printf("select() timed out. End program.\n");
break;
}
desc_ready = rc; // 就绪的个数
for (int i = 0; i <= max_sd && desc_ready > 0; ++i) {
if (FD_ISSET(i, &working_set)) {
desc_ready -= 1;
if(i == listen_sd) { // 有新的连接到来
printf("Listening socket is readable.\n");
do { // 这里的死循环是为了接收完监听队列中所有的连接
new_sd = accept(listen_sd, NULL, NULL);
if (new_sd < 0) {
if (errno != EWOULDBLOCK) {
perror("accept() failed.\n");
end_server = TRUE;
}
break;
}
printf("New coming connection - %d\n", new_sd);
FD_SET(new_sd, &master_set); // 新连接加入任务队列，注意是master
if(new_sd > max_sd) { // 更新最大的fd
max_sd = new_sd;
}
} while(new_sd != -1);
} else { // 已经建立的连接收到数据
printf("Descriptor %d readable\n", i);
close_conn = FALSE;
do {
// 这里处理接收到客户端的信息，死循环是为了接收完所有可能的数据
// 注意这里，recv本身是一个阻塞的函数，所以只要客户端不主动关闭连接，
// 那么服务器会一直阻塞在这里，又因为使用了while(TRUE)方式循环接收，
// 因此出现了如果使用多个客户端进行连接，只有当前面的关闭连接后，
// 后面的才会收到数据。在高性能的服务器编程中，客户端的连接应该使用
// 多线程或者多进程的方式处理。如果资源充足，应该给每个客户端一个进程
// 或者线程，当然这样可能也会出现资源不足的情况。更好的方式是多线程(进程)结合
// 心跳检测机制，把下面的send发送数据替换成心跳函数。如果收不到心跳，
// 就认定已经断线，此时把客户端的连接剔除即可。本例子中客户端主动断开
// 连接也会被剔除，因为send函数收不到回复了。
// 当然，这个例子只是一个示范select的作用，没有那么复杂。
rc = recv(i, buffer, sizeof(buffer), 0);
if (rc < 0) {
if (errno != EWOULDBLOCK) {
perror("recv() failed");
close_conn = TRUE;
}
break;
}
if (rc == 0) {
printf("Connection closed\n");
close_conn = TRUE;
break;
}
len = rc;
printf("%d bytes received\n", len);
rc = send(i, buffer, len, 0); // 在这里把客户端的数据重新发回去
if (rc < 0) {
perror("send() failed");
close_conn = TRUE;
break;
}
} while(TRUE);
if (close_conn) {
close(i);
FD_CLR(i, &master_set);
if (i == max_sd) {
// 在这里循环关掉所有的未连接socket
while (FD_ISSET(max_sd, &master_set) == FALSE) {
max_sd -= 1;
}
}
}
}
}
}
} while(end_server == FALSE);
// 关闭所有连接
for (int i = 0; i <= max_sd; ++i) {
if (FD_ISSET(i, &master_set)) {
close(i);
}
}
return 0;
}
客户端
间隔2秒发送一次数据包
#include \n" , argv[0]);
return -1;
}
int port = 0;
int socketfd = 0;
struct sockaddr_in serv_addr;
char buffer[80];
bzero(&serv_addr, sizeof(serv_addr));
bzero(buffer, sizeof(buffer));
if (inet_pton(AF_INET, argv[1], &serv_addr.sin_addr.s_addr) < 0) {
printf("IP error\n");
return -1;
}
port = atoi(argv[2]);
if (port <= 1024) {
printf("Port error\n");
return -1;
}
serv_addr.sin_port = htons(port);
serv_addr.sin_family = AF_INET;
socketfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (socketfd < 0) {
printf("socket() error");
return -1;
}
if (connect(socketfd, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
printf("connect() error\n");
return -1;
}
int i = 0;
int rc = 0;
while (1) {
sprintf(buffer, "%dth message\n", i);
++i;
rc = send(socketfd, buffer, sizeof(buffer), 0);
if (rc < 0) {
printf("send() error\n");
return -1;
} else if (rc == 0) {
printf("send nothing to server\n");
return -1;
} else {
printf("send successfully\n");
}
rc = recv(socketfd, buffer, sizeof(buffer), 0);
if (rc < 0) {
printf("recv() error\n");
return -1;
} else if (rc == 0) {
printf("receive nothing from server\n");
return -1;
} else {
printf("received data: %s", buffer);
}
sleep(2);
}
return 0;
}
参考
- https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/ssw_ibm_i_72/rzab6/xnonblock.htm
- Linux高性能服务器编程