linux网络---select 函数 实现I/0复用


select
函数:  
         
系统提供select函数来实现多路复用输入/输出模型。原型:  
#include   <sys/time.h>  
#include   <unistd.h>  
int   select(int   maxfd,fd_set   *rdset,fd_set   *wrset,fd_set   *exset,struct   timeval   *timeout);  
         
参数maxfd是需要监视的最大的文件描述符值+1rdset,wrset,exset分别对应于需要检测的可读文件描述符的集合,可写文件描述符的集合及异常文件描述符的集合。struct   timeval结构用于描述一段时间长度,如果在这个时间内,需要监视的描述符没有事件发生则函数返回,返回值为0    
 

FD_ZERO,FD_SET,FD_CLR,FD_ISSET:           参数maxfd是需要监视的最大的文件描述符值+1rdset,wrset,exset分别对应于需要检测的可读文件描述符的集合,可写文件描述符的集合及异常文件描述符的集合。struct   timeval结构用于描述一段时间长度,如果在这个时间内,需要监视的描述符没有事件发生则函数返回,返回值为0    
 

 FD_ZERO,FD_SET,FD_CLR,FD_ISSET:  
        FD_ZERO(fd_set   *fdset);
将指定的文件描述符集清空,在对文件描述符集合进行设置前,必须对其进行初始化,如果不清空,由于在系统分配内存空间后,通常并不作清空处理,所以结果是不可知的。  
        FD_SET(fd_set   *fdset);
用于在文件描述符集合中增加一个新的文件描述符。  
        FD_CLR(fd_set   *fdset);
用于在文件描述符集合中删除一个文件描述符。  
        FD_ISSET(int   fd,fd_set   *fdset);
用于测试指定的文件描述符是否在该集合中。  
  struct   timeval
结构:  
        struct   timeval{  
        long   tv_sec;//second  
        long   tv_usec;//minisecond  
  }  
  timeout
设置情况:  
        null:select
将一直被阻塞,直到某个文件描述符上发生了事件。  
        0
:仅检测描述符集合的状态,然后立即返回,并不等待外部事件的发生。  
       
特定的时间值:如果在指定的时间段里没有事件发生,select将超时返回。
--

'fd_set') 是一组文件描述符(fd)的集合。由于fd_set类型的长度在不同平台上不同,因此应该用一组标准的宏定义来处理此类变量:

fd_set set; FD_ZERO(&set); /* set清零 */

FD_SET(fd, &set); /* fd加入set */

FD_CLR(fd, &set); /* fdset中清除 */

FD_ISSET(fd, &set); /* 如果fdset中则真 */

在 过去,一个fd_set通常只能包含少于等于32个文件描述符,因为fd_set其实只用了一个int的比特矢量来实现,在大多数情况下,检查 fd_set能包括任意值的文件描述符是系统的责任,但确定你的fd_set到底能放多少有时你应该检查/修改宏FD_SETSIZE的值。*这个值是系统相关的*,同时检查你的系统中的select() man手册。有一些系统对多于1024个文件描述符的支持有问题。

 

 

一、select模型
select
原型: int select(int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
其中参数n表示监控的所有fd中最大值+1

select模型紧密结合的四个宏,含义不解释了:

FD_CLR(int fd, fd_set *set);
FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
FD_SET(int fd, fd_set *set);
FD_ZERO(fd_set *set);
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中的每一bit可以对应一个文件描述符fd。则1字节长的fd_set最大可以对应8fd
1)执行fd_set set; FD_ZERO(&set);set用位表示是0000,0000
2)若fd5,执行FD_SET(fd,&set);set变为0001,0000(5位置为1)
3)若再加入fd2fd=1,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。据说可调,另有说虽然可调,但调整上限受于编译内核时的变量值。本人对调整fd_set的大小不太感兴趣,参考http://www.cppblog.com /CppExplore/archive/2008/03/21/45061.html中的模型21)可以有效突破select可监控的文件描述符上限。
2)将fd加入select监控集的同时,还要再使用一个数据结构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进行FD_ISSET判断。二是select返回后会把以前加入的但并无事件发生的fd清空,则每次开始 select前都要重新从array取得fd逐一加入(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arrayFD_ISSET判断是否有时间发生)。


下面给一个伪码说明基本select模型的服务器模型:

array[slect_len];
nSock=0;
array[nSock++]=listen_fd;(
之前listen port已绑定并listen)
maxfd=listen_fd;
while{
   FD_ZERO(&set);
   foreach (fd in array)
   {
       fd
大于maxfd,则
maxfd=fd
       FD_SET(fd,&set)
   }
   res=select(maxfd+1,&set,0,0,0)

   if(FD_ISSET(listen_fd,&set))
   {
       newfd=accept(listen_fd);
       array[nsock++]=newfd;
            if(--res<=0) continue
   }
   foreach
下标1开始 (fd in array)
   {
       if(FD_ISSET(fd,&set))
         
执行读等相关操作

         
如果错误或者关闭,则要删除该fd,将array中相应位置和最后一个元素互换就好,nsock减一
             if(--res<=0) continue

   }
}

 

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