Linux环境下select并发服务器

摘要

在linux环境下多路复用模型一共有三种，分别是select、poll、epoll。本文主要记录select模型实现网络socket服务器多路并发的相关要点和知识。在写这篇文章之前，已经使用多进程和多线程实现服务器多路并发。多进程和多线程多线程对于内核的负担和内存的开销都是巨大的，原因是内核都会为新来的客户端创建新进程和新线程，会导致内核的工作效率降低。select的最大优势在于它可以在一个线程中同时处理多个socket的IO请求。

select工作机制

• Linux下select调用的过程:
  用户层应用程序调用select(),底层调用poll()；
  核心层调用sys_select() ------> do_select()；

• select首先循环遍历fd_set里面的文件描述符对应的驱动程序的poll函数，每个设备驱动poll函数会将调用select的用户进程插入到对应资源的等待队列中，然后poll函数返回bitmask告诉当前哪些资源可用，当遍历完fd_set文件描述集后如果有资源可读或可写，则返回可读或可写资源的文件描述个数，没有就进入睡眠状态，直到有资源利用时才唤醒。

• select返回时，会把fd_set描述符集中没有发生事件的描述符清空，所以一般写程序时会定义一个数组暂存文件描述符，第二次select监测时再加入fd_set描述符集。

• 在Linux内核有个参数__FD_SETSIZE定义了每个FD_SET的句柄个数中，这也意味着select所用到的FD_SET是有限的，也正是这个原因select()默认只能同时处理1024个客户端的连接请求：

  c /linux/posix_types.h: #define __FD_SETSIZE 1024

实现select服务器并发的函数总结

1、一个重要函数
int select(int max_fd, fd_set *readset, fd_set *writeset, fd_set *exceptset, struct timeval *timeout);

参数解析：

• max_fd：指待测试的fd的总个数，值等于最大描述符+1(select监测的文件描述从0开始的)。
• readset：监测可读，不监测设置为NULL。
• writeset：监测可写，不监测设置为NULL。
• exceptset：监测异常，不监测设置为NULL。
• timeout：设置select的超时时间，如果设置为NULL则永不超时；

2、两个结构体
(1)、struct fd_set：可以理解为一个集合，这个集合中存放的是文件描述符。
(2)、struct timeval：时间值。

    struct timeval  
    {  
        time_t tv_sec;//second  
        time_t tv_usec;//minisecond  
    };  

3、四个宏定义

• FD_CLR(inr fd,fd_set* set)；用来清除set中相关fd 的位

• FD_ISSET(int fd,fd_set *set)；用来测试set中相关fd 的位是否为真

• FD_SET（int fd,fd_set *set）；用来设置set中相关fd的位

• FD_ZERO（fd_set *set）；用来清除set的全部位

程序流程图

实现代码

这里只贴出server_main.c，更多代码：

select服务器端：点击查看

客户端：点击查看

server_main.c

#include "server.h"


int main(int argc,char **argv)
{

	int		server_port;
	int		sockfd 	= -1;
	int		clienfd	= -1;
	int		re_val 	= -1;


	//参数解析
	re_val = argument_parse(argc, argv, &server_port);
	if(re_val < 0)
	{
		printf("参数解析错误!\n");
		exit(0);
	}

	//套接字初始化
	re_val = socket_init(server_port,&sockfd);
	if(re_val < 0)
	{
		printf("套接字初始化错误!\n");
	}

	//select服务器开始工作
	server_select_create(sockfd);	

	return 0;
}

测试

第一次测试：出现乱码
解决方案：数据处理之前未清空数据缓冲区——memset(buf,0,sizeof(buf));

第二次测试：成功

clienfd[4]:代表第一个客户端连接上来
clienfd[5]:代表第二个客户端连接上来