IO多路复用之select总结
1、基本概念
IO多路复用是指内核一旦发现进程指定的一个或者多个IO条件准备读取，它就通知该进程。IO多路复用适用如下场合：
（1）当客户处理多个描述字时（一般是交互式输入和网络套接口），必须使用I/O复用。
（2）当一个客户同时处理多个套接口时，而这种情况是可能的，但很少出现。
（3）如果一个TCP服务器既要处理监听套接口，又要处理已连接套接口，一般也要用到I/O复用。
（4）如果一个服务器即要处理TCP，又要处理UDP，一般要使用I/O复用。
（5）如果一个服务器要处理多个服务或多个协议，一般要使用I/O复用。
与多进程和多线程技术相比，I/O多路复用技术的最大优势是系统开销小，系统不必创建进程/线程，也不必维护这些进程/线程，从而大大减小了系统的开销。
2、select函数
允许进程提示内核等待多个描述符的事件中的任何一个发生，并仅有一个或多个事件发生或经历一段时间后唤醒它。函数原型如下：
#include
#include
int select(int maxfdp1,fd_set *readset,fd_set *writeset,fd_set *exceptset,const struct timeval *timeout)
返回值：就绪描述符的数目，超时返回0，出错返回-1 函数参数介绍如下：
（1）第一个参数maxfdp1指定待测试的描述字个数，它的值是待测试的最大描述字加1（因此把该参数命名为maxfdp1），描述字0、1、2...maxfdp1-1均将被测试。因为文件描述符是从0开始的。
（2）中间的三个参数readset、writeset和exceptset指定我们要让内核测试读、写和异常条件的描述字。如果对某一个的条件不感兴趣，就可以把它设为空指针。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，可通过以下四个宏进行设置：
void FD_ZERO(fd_set *fdset); //清空集合
void FD_SET(int fd, fd_set *fdset); //将一个给定的文件描述符加入集合之中
void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset); //将一个给定的文件描述符从集合中删除
int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset); // 检查集合中指定的文件描述符是否可以读写
（3）timeout告知内核等待所指定描述字中的任何一个就绪可花多少时间。其timeval结构用于指定这段时间的秒数和微秒数。
struct timeval
{
long tv_sec; //seconds
long tv_usec; //microseconds
};
这个参数有三种可能：
（1）永远等待下去：仅在有一个描述字准备好I/O时才返回。为此，把该参数设置为空指针NULL。
（2）等待一段固定时间：在有一个描述字准备好I/O时返回，但是不超过由该参数所指向的timeval结构中指定的秒数和微秒数。
（3）根本不等待：检查描述字后立即返回，这称为轮询。为此，该参数必须指向一个timeval结构，而且其中的定时器值必须为0。
模型：
demo:
程序的功能是：客户端向服务器发送信息，服务器接收并原样发送给客户端，客户端显示出接收到的信息。
服务器程序如下：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define MAX_FD_SIZE 1024
#define PORT 6666
typedef struct ServerContext
{
int CliCnt; //当前fd的个数
int CliFds[MAX_FD_SIZE];
int MaxFD;
int iServerFd;
struct sockaddr_in SockAdd;
fd_set AllFdSet; //所有fd的头
struct timeval vl;
}T_ServerContext;
typedef T_ServerContext * PT_ServerContext; //定义了一个类型
//定义了一个结构体对象
static PT_ServerContext g_ptSerContext;
int main()
{
int iServerFd;
unsigned int i;
//申请一个对象
g_ptSerContext=(PT_ServerContext)malloc(sizeof(T_ServerContext));
if(g_ptSerContext==NULL)
{
perror("malloc server object error\n");
return 0;
}
//初始化对象
memset(g_ptSerContext,0,sizeof(T_ServerContext));
//设置对象
for(i=0;iCliFds[i]=-1;
}
//创建监听socket
g_ptSerContext->iServerFd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(-1==g_ptSerContext->iServerFd)
{
perror("Create server socket error\n");
return 0;
}
//初始化结构体
bzero(&(g_ptSerContext->SockAdd),sizeof(g_ptSerContext->SockAdd));
//绑定
// 在Linux和Windows网络编程时需要用到htons和htonl函数，
// 用来将主机字节顺序转换为网络字节顺序。
g_ptSerContext->SockAdd.sin_family =AF_INET;
g_ptSerContext->SockAdd.sin_port =htons(PORT);
g_ptSerContext->SockAdd.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
//调高端口的重用性
int on;
if(setsockopt(g_ptSerContext->iServerFd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(int))<<0)
{
perror("setsockopt error\n");
return 0;
}
if(bind(g_ptSerContext->iServerFd,(struct sockaddr *)&g_ptSerContext->SockAdd,\
sizeof(g_ptSerContext->SockAdd))==-1)
{
perror("bind error\n");
return 0;
}
//设置监听
if( listen(g_ptSerContext->iServerFd,MAX_FD_SIZE))
{
perror("listen error\n");
return 0;
}
//定义箱子的起始位置
fd_set *ReadFdSet=&g_ptSerContext->AllFdSet;
while(1)
{
int iRet;
//初始化箱子
FD_ZERO(ReadFdSet);
//把监听句柄放入箱子
FD_SET(g_ptSerContext->iServerFd,ReadFdSet);
g_ptSerContext->MaxFD=g_ptSerContext->iServerFd;
for(i=0;iCliFds[i];
//将fd放入箱子里
FD_SET(iTmpFd,ReadFdSet);
//找寻最大的fd
g_ptSerContext->MaxFD=(iTmpFd>g_ptSerContext->MaxFD ? iTmpFd:g_ptSerContext->MaxFD);
}
//设置超时时间
g_ptSerContext->vl.tv_sec =20;
g_ptSerContext->vl.tv_usec=0;
//select进行轮询
iRet=select(g_ptSerContext->MaxFD+1,ReadFdSet,NULL,NULL,&g_ptSerContext->vl);
//是否错误返回
if(iRet==-1)
{
perror("select error\n");
return 0;
}
//是否超时
if(iRet==0)
{
printf("select time out\n");
continue;
}
//是否有新的fd 接入
if(FD_ISSET(g_ptSerContext->iServerFd,ReadFdSet))
{
//为监听句柄
struct sockaddr_in Clinew;
socklen_t len=sizeof(Clinew);
int iConFd=-1;
while(iConFd==-1)
{
iConFd=accept(g_ptSerContext->iServerFd,(struct sockaddr *)&Clinew,&len);
if(iConFd==-1)
{
perror("iConFd error\n");
}
}
//将检测到的新链接客户端,放入服务端的链接句柄数组中
for(i=0;iCliFds[i]<0)
{
g_ptSerContext->CliFds[i]=iConFd;
g_ptSerContext->CliCnt++; //监听个数
break;
}
}
}
char aBuf[1024];
//有链接SK进行数据通信
for(i=0;iCliCnt;i++)
{
int iTmpFd=g_ptSerContext->CliFds[i];
if(iTmpFd<0)
{
continue;
}
//判断当前fd有数据可读
if(FD_ISSET(iTmpFd,ReadFdSet))
{
memset(aBuf,0,1024);
int iReadCnt=read(iTmpFd,aBuf,1024);
if(iReadCnt<=0)
{
//read 发生错误
FD_CLR(iTmpFd,&g_ptSerContext->AllFdSet);
close(iTmpFd);
g_ptSerContext->CliFds[i]=-1;
continue;
}
printf("%s\n",aBuf);
}
char buf[1024]={0};
//sprintf(buf,"hellp world %d",i);
scanf("%s",buf);
write(iTmpFd,buf,strlen(buf));
}
}
return 0;
}
客户端如下：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define MAXLINE 1024
#define SERV_PORT 6666
//!> 注意输入是由stdin，接受是由server发送过来
//!> 所以在client端也是需要select进行处理的
void send_and_recv( int connfd )
{
FILE * fp = stdin;
int lens;
char send[MAXLINE];
char recv[MAXLINE];
fd_set rset;
FD_ZERO( &rset );
int maxfd = ( fileno( fp ) > connfd ? fileno( fp ) : connfd + 1 );
//!> 输入和输出的最大值
int n;
while( 1 )
{
FD_SET( fileno( fp ), &rset );
FD_SET( connfd, &rset ); //!> 注意不要把rset看作是简单的一个变量
//!> 注意它其实是可以包含一组套接字的哦，
//!> 相当于是封装的数组！每次都要是新的哦！
if( select( maxfd, &rset, NULL, NULL, NULL ) == -1 )
{
printf("Client Select Error..\n");
exit(EXIT_FAILURE );
}
//!> if 连接口有信息
if( FD_ISSET( connfd, &rset ) ) //!> if 连接端口有信息
{
printf( "client get from server ...\n" );
memset( recv, 0, sizeof( recv ) );
n = read( connfd, recv, MAXLINE );
if( n == 0 )
{
printf("Recv ok...\n");
break;
}
else if( n == -1 )
{
printf("Recv error...\n");
break;
}
else
{
lens = strlen( recv );
recv[lens] = '\0';
//!> 写到stdout
write( STDOUT_FILENO, recv, MAXLINE );
printf("\n");
}
}
//!> if 有stdin输入
if( FD_ISSET( fileno( fp ), &rset ) ) //!> if 有输入
{
//!> printf("client stdin ...\n");
memset( send, 0, sizeof( send ) );
if( fgets( send, MAXLINE, fp ) == NULL )
{
printf("End...\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}
else
{
//!>if( str )
lens = strlen( send );
send[lens-1] = '\0'; //!> 减一的原因是不要回车字符
//!> 经验值：这一步非常重要的哦！！！！！！！！
if( strcmp( send, "q" ) == 0 )
{
printf( "Bye..\n" );
return;
}
printf("Client send : %s\n", send);
write( connfd, send, strlen( send ) );
}
}
}
}
int main( int argc, char ** argv )
{
//!> char * SERV_IP = "10.30.97.188";
char buf[MAXLINE];
int connfd;
struct sockaddr_in servaddr;
if( argc != 2 )
{
printf("Input server ip !\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}
//!> 建立套接字
if( ( connfd = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, 0 ) ) == -1 )
{
printf("Socket Error...\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}
//!> 套接字信息
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr);
//!> 链接server
if( connect( connfd, ( struct sockaddr * )&servaddr, sizeof( servaddr ) ) < 0 )
{
printf("Connect error..\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
*/
/*else
{
printf("Connet ok..\n");
}
*/
send_and_recv( connfd );
close( connfd );
printf("Exit\n");
return 0;
}