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+1；rdset,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+1；rdset,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); /* 将set清零 */

FD_SET(fd, &set); /* 将fd加入set */

FD_CLR(fd, &set); /* 将fd从set中清除 */

FD_ISSET(fd, &set); /* 如果fd在set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() 的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。
和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）若再加入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。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2（1）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array（FD_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

   }
}