一、理解select模型:
理解select模型的关键在于理解fd_set,为说明方便,取fd_set长度为1字节,fd_set中的每个bit可以对应一个文件描述符fd。则1字节长的fd_set最长可以对应8个fd。
(1)执行fd_set set; FD_ZERO(&set);则set用位表示是0000,0000。
(2)若fd=5,执行FD_SET(fd,&set);后set变为0001,0000(第5位置为1)
(3)若再加上fd=2,fd=1,则set变为0001,0011
(4)执行select(6,&set,0,0,0)阻塞等待
(5)若fd=1,fd=2上都发生可读事件,则select返回,此时set变为0000,0011。注意:没有事件发生的fd=5被清空。
基于上面的讨论,可以轻松得出select模型的特点:
(1)可监控的文件描述符个数取决与sizeof(fd_set)的值。我这边服务 器上sizeof(fd_set)=512,每bit表示一个文件描述符,则我服务器上支持的最大文件描述符是512*8=4096。
(2)将fd加入select监控集的同时,还要再使用这个数据结构array保存放到select监控集中的fd,一是用于再select 返回后,array作为源数据和fd_set进入FD_ISSET判断。二是select返回后会把以前加入的但并没事件发生的fd清空,则每次开始 select前都要重新从array取得fd
逐个加入(FD_ZERO最先),扫描array的同时取得fd最大值maxfd,用于select的第一个 参数。
(3)可见select模型必须在select前循环array(加fd,取maxfd),select返回后循环array
(FD_ISSET判断是否有时间发生)。
二.使用select的tcp服务器(直接在读到数据后将数据写回去):
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define _MAXFD_ 15
#define _backlog_ 5
int fds[_MAXFD_];
static int startup(in_addr_t ip,int port)
{
int sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sock<0){
perror("sock");
exit(2);
}
struct sockaddr_in local;
local.sin_family=AF_INET;
local.sin_port=htons(port);
local.sin_addr.s_addr=ip;
if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local))<0){
perror("bind");
exit(3);
}
if(listen(sock,_backlog_)<0){
perror("listen");
exit(4);
}
return sock;
}
void usage(char* proc)
{
printf("usage: %s [ip] [port]\n",proc);
}
int main(int argc,char* argv[])
{
if(argc!=3){
usage(argv[0]);
exit(1);
}
in_addr_t ip=inet_addr(argv[1]);
int port=atoi(argv[2]);
int done=0,i=0;
int listen_sock=startup(ip,port);
int new_sock=-1;
struct sockaddr_in client;
socklen_t len=sizeof(client);
for(;i<_MAXFD_;++i){
fds[i]=-1;
}
int max_fd;
fd_set _reads;
fds[0]=listen_sock;
max_fd=fds[0];
while(!done){
FD_ZERO(&_reads);
FD_SET(listen_sock,&_reads);
struct timeval _timeout={5,0};
for(i=1;i<_MAXFD_;++i){
if(fds[i]>0){
FD_SET(fds[i],&_reads);
if(fds[i]>max_fd){
max_fd=fds[i];
}
}
}
switch(select(max_fd+1,&_reads,NULL,NULL,&_timeout)){
case 0:
printf("select timeout\n");
break;
case -1:
perror("select");
break;
default:
{
//listen sock
i=0;
char buf[1024];
for(;i<_MAXFD_;++i){
if(fds[i]==listen_sock && FD_ISSET(fds[i],&_reads)){
new_sock=accept(listen_sock,(struct sockaddr*)&client,&len);
if(new_sock<0){
perror("accept");
continue;
}
printf("get a connect...%d\n",new_sock);
for(i=0;i<_MAXFD_;++i){
if(fds[i]==-1){
fds[i]=new_sock;
break;
}
}
if(new_sock==_MAXFD_){
printf("server busy\n");
close(new_sock);
}
}
//nomal sock
else if(fds[i]>0&&FD_ISSET(fds[i],&_reads)){
ssize_t s=read(fds[i],buf,sizeof(buf)-1);
if(s<0){
perror("read");
break;
}
else if(s==0){
printf("client %d close!\n",fds[i]);
close(fds[i]);
fds[i]=0;
}
else{
buf[s]=0;
printf("client# %s \n",buf);
if(write(fds[i],buf,strlen(buf))<0){
perror("write");
}
else {
printf("already reply to client!\n");
FD_CLR(fds[i],&_reads);
}
}
}
}
break;
}
}
}
return 0;
}
三.使用select的tcp服务器(在读到数据后,将文件描述符添加到_writes集,下次select时将数据写回去):
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define _MAXFD_ 15
#define _backlog_ 5
int fds[_MAXFD_];
static int startup(in_addr_t ip,int port)
{
int sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sock<0){
perror("sock");
exit(2);
}
struct sockaddr_in local;
local.sin_family=AF_INET;
local.sin_port=htons(port);
local.sin_addr.s_addr=ip;
if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local))<0){
perror("bind");
exit(3);
}
if(listen(sock,_backlog_)<0){
perror("listen");
exit(4);
}
return sock;
}
void usage(char* proc)
{
printf("usage: %s [ip] [port]\n",proc);
}
int main(int argc,char* argv[])
{
if(argc!=3){
usage(argv[0]);
exit(1);
}
in_addr_t ip=inet_addr(argv[1]);
// in_addr_t ip=inet_addr("192.168.1.112");
int port=atoi(argv[2]);
// int port=8088;
int done=0,i=0;
int listen_sock=startup(ip,port);
int new_sock=-1;
struct sockaddr_in client;
socklen_t len=sizeof(client);
for(;i<_MAXFD_;++i){
fds[i]=-1;
}
int max_fd;
fd_set _reads;
fd_set _writes;
char buf[1024];
fds[0]=listen_sock;
max_fd=fds[0];
while(!done){
FD_ZERO(&_reads);
FD_SET(listen_sock,&_reads);
struct timeval _timeout={5,0};
for(i=1;i<_MAXFD_;++i){
if(fds[i]>0){
FD_SET(fds[i],&_reads);
if(fds[i]>max_fd){
max_fd=fds[i];
}
}
}
switch(select(max_fd+1,&_reads,&_writes,NULL,&_timeout)){
case 0:
printf("select timeout\n");
break;
case -1:
perror("select");
break;
default:
{
//listen sock
i=0;
for(;i<_MAXFD_;++i){
if(fds[i]==listen_sock && FD_ISSET(fds[i],&_reads)){
new_sock=accept(listen_sock,(struct sockaddr*)&client,&len);
if(new_sock<0){
perror("accept");
continue;
}
printf("get a connect...%d\n",new_sock);
for(i=0;i<_MAXFD_;++i){
if(fds[i]==-1){
fds[i]=new_sock;
break;
}
}
if(new_sock==_MAXFD_){
printf("server busy\n");
close(new_sock);
}
}
//nomal sock
else if(fds[i]>0&&FD_ISSET(fds[i],&_reads)){
ssize_t s=read(fds[i],buf,sizeof(buf)-1);
if(s<0){
perror("read");
break;
}
else if(s==0){
printf("client %d close!\n",fds[i]);
close(fds[i]);
FD_CLR(fds[i],&_writes);
fds[i]=0;
}
else{
buf[s]=0;
printf("client# %s \n",buf);
FD_ZERO(&_writes);
FD_SET(fds[i],&_writes);
}
}
else if(fds[i]>0&&FD_ISSET(fds[i],&_writes)){
if(write(fds[i],buf,strlen(buf))<0){
perror("write");
}
else {
printf("already reply to client!\n");
FD_CLR(fds[i],&_writes);
}
}
}
break;
}
}
}
return 0;
}
select缺点:
(1)每次调次select,都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态,这个开销在fd很多时会很大
(2)同时每次调用select都需要在内核遍历传递进来的所有fd,这个开销在fd很多时也很大
(3)select支持的文件描述符数量太小了,默认是1024