高级IO select 多路转接实现思路

select 函数

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

select函数是一个用于多路复用的系统调用，用于监视一组文件描述符（fd_set）的状态变化。它可以同时监视多个文件描述符，等待其中任意一个文件描述符准备好进行读、写或异常处理。

参数说明：

nfds：要监视的文件描述符的最大值加1。
readfds：用于监视可读事件的文件描述符集合。
writefds：用于监视可写事件的文件描述符集合。
exceptfds：用于监视异常事件的文件描述符集合。
timeout：超时时间，指定select函数的阻塞时间，可以设为NULL表示永久阻塞，也可以设为指向timeval结构体的指针，设置超时时间。

fd_set 类型

fd_set是一个用于表示文件描述符集合的数据类型，在C语言中使用。它是一个位图（bitmap）类型，用于在多路复用机制中管理文件描述符的就绪状态。

在使用fd_set类型时，需要使用一些宏函数进行相关操作，如FD_ZERO、FD_SET、FD_CLR和FD_ISSET。

FD_ZERO(fd_set *set)：将指定的fd_set集合清空，将所有位都设置为0。
FD_SET(int fd, fd_set *set)：将指定的文件描述符fd添加到fd_set集合中。
FD_CLR(int fd, fd_set *set)：将指定的文件描述符fd从fd_set集合中移除。
FD_ISSET(int fd, fd_set *set)：检查指定的文件描述符fd是否在fd_set集合中，并返回相应的状态。

timeval 结构体

timeval结构体定义如下：

struct timeval {
    time_t tv_sec;  // 秒数
    suseconds_t tv_usec;  // 微秒数
};

其中，tv_sec表示秒数，tv_usec表示微秒数。在使用timeval结构体时，可以通过设置tv_sec和tv_usec的值来表示相应的时间。

在多路复用机制中，可以将timeval结构体用作select函数的timeout参数，指定select函数的阻塞时间。如果timeout设置为NULL，select函数将会永久阻塞，直到有文件描述符就绪或被信号中断。如果timeout设置为指向timeval结构体的指针，则select函数会在指定的时间内阻塞，超过指定时间后会返回0。

select 函数的基本使用流程

文件描述符就绪条件

select函数或其他多路复用机制时，可以通过以下条件来判断一个socket是否就绪：

可读条件（Read-ready）：当一个socket上有数据可读时，即接收缓冲区中有数据等待读取，这个socket就被认为是可读的。

可写条件（Write-ready）：当一个socket上的发送缓冲区有足够的空间可以写入数据时，这个socket就被认为是可写的。

异常条件（Exceptional condition）：当一个socket上发生了异常情况，如带外数据到达或连接错误，这个socket就被认为是异常的。

以select函数为中心实现多路转接的思路

select 缺陷

每次调用select, 都需要手动设置fd集合, 从接口使用角度来说也非常不便
（体现为需要数组数据结构辅助）
每次调用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(指select的执行过程)
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(指select的执行过程)
select支持的文件描述符数量太小（512 * 8 个bit位）