网络编程学习系列四 select模式

网络编程学习系列四 select模式

 

     在很长的时间内，相比于Windows平台众多的选择，select模式都是linux平台下网络通信的不多选择之一(在epoll未出生之前)。这种模式在面对大量短连接的时候，比OCOT有高的效率，可以避免频繁的上下文切换。

     select系统调用是用来让我们的程序监视多个文件描述符(file descriptor)的状态变化的。程序会停在select这里等待，直到遇到以下情况之一select会退出：

     (1)     监控的句柄至少有一个发生变化，返回值大于1。

     (2)     等待时间已到，返回值等于0。

     (3)     收到信号退出，返回值小于0。

     select操作的内部会在指定的时间内，不断的检测受控集合中的套接字是否可读，可写或有错误，在select返回时只保留发生状态变化的套接字。通过判断select的返回值，就可以了解该调用是否有文件描述符可读或是select调用退出等信息。

     要想让程序运行，光有一个select的调用不是不够的，我们还需要一系列的配套数据结构和算法来帮助将套接字归类，判断是否有指定的套接字等等，结构体fd_set和宏FD_ZERO,FD_CLR,FD_SET,FD_ISSET等就是我们所需要的。通过定义一个fd_set的对象，例如可读集合，有相同需求的套接字都可以放置到这个对象中，可以通过FD_SET这个宏来完成，当然在这之间需要利用FD_ZERO将这个对象初始化。等完成了以上操作后，便会调用select查询是否有套接字可读。等待select完成后，如果有套接字可读，就可以利用FD_ISSET判断是否为监听套接字，转而执行accept操作。如果一个套接字已经关闭，就可以利用FD_CLR将其从fd_set对象中剔除。

    服务器端源代码：
 

  1 #include  < iostream >
  2 #include  < sys / socket.h >
  3 #include  < sys / types.h >
  4 #include  < arpa / inet.h >
  5 #include  < sys / select.h >
  6 #include  < sys / ioctl.h >
  7 using   namespace  std;
  8
  9 int  main()
 10 {
 11
 12   int server_sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
 13   if(server_sock < 0)
 14   {
 15      cout << "create socket error" << endl;
 16      return -1;
 17   }
 18
 19   struct sockaddr_in server_addr;
 20   memset(&server_addr,0,sizeof(server_addr));
 21   server_addr.sin_family = AF_INET;
 22   server_addr.sin_port = htons(5555);
 23   server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
 24
 25   if(bind(server_sock,(struct sockaddr*)&server_addr,sizeof(server_addr)) < 0)
 26   {
 27      cout << "bind socket error" << endl;
 28      close(server_sock);
 29      return -1;
 30   }
 31
 32   listen(server_sock,10);
 33
 34   fd_set read_set;
 35   fd_set test_set;
 36   FD_ZERO(&read_set);
 37   FD_SET(server_sock,&read_set);
 38
 39   struct timeval tm;
 40   tm.tv_sec = 5;
 41   tm.tv_usec = 500;
 42
 43
 44   while(true)
 45   {
 46       int nread = 0;
 47       test_set = read_set;
 48       int ret = select(FD_SETSIZE,&test_set,NULL,NULL,&tm);
 49
 50       if(ret < 0)
 51       {
 52           cout << "select error" << endl;
 53           close(server_sock);
 54           return -1;
 55       }
 56       else if(ret == 0)
 57       {
 58           //cout << "waitout" << endl;
 59           continue;
 60       }
 61       else
 62       {
 63           for(int fd=0; fd<FD_SETSIZE; ++fd)
 64           {
 65               if(FD_ISSET(fd,&test_set))
 66               {
 67                   //如果有新的连接到达
 68                   if(fd == server_sock)
 69                   {
 70                       int sock = accept(server_sock,NULL,NULL);
 71                       FD_SET(sock,&read_set);
 72                   }
 73                   else
 74                   {
 75                       ioctl(fd,FIONREAD,&nread);
 76
 77                       if(nread == 0) //客户端已经关闭
 78                       {
 79                          close(fd);
 80                          FD_CLR(fd,&read_set);
 81                          cout << "client has removed " << fd << endl;
 82                       }
 83                       else
 84                       {
 85                          char buf[128];
 86                          recv(fd,buf,128,0);
 87                          cout << buf << endl;
 88                          send(fd,buf,strlen(buf)+1,0);
 89                       }
 90                   }
 91
 92               }
 93
 94           }
 95
 96       }
 97
 98   }
 99}
100