I/O复用-select模型

IO复用：

I/O复用使得程序可以同时监听多个文件描述符,这对提高程序的性能至关重要。例如TCP服务器要同时处理监听socket和连接socket,客户端要同时处理用户输入和网络连接.

Linux下实现I/O复用的系统调用主要有select、poll和epoll.

select函数:

#include <sys/select.h>

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

函数参数介绍:

(1)nfds:指定被监听的文件描述符的总数.它通常被设置为select监听的所有的文件描述中的最大值加1.因为文件描述符是从0开始的.

(2)readfds、writefd和exceptfds参数：指向可读、可写和异常等事件对应的文件描述符集合.select调用返回时,内核将修改它们来通知应用程序哪些文件描述符已经就绪.(fd_set结构体仅包含一个整型数组,该数组的每个元素的每一位(bit)都标记一个文件描述符.fd_set能够容纳的文件描述符数量是由FD_SETSIZE来指定,这就限制了select能同时处理的文件描述符的总量).

因为位操作比较繁琐,所以使用下列宏来实现:

FD_ZERO(fd_set *fdset); //清除fdset的所有位

FD_SET(int fd,fd_set *fdset); //设置fdset的位

FD_CLR（int fd,fd_set *fd_set); //清除fdset的位fd

int FD_ISSET(int fd,fd_set *fd_set);//判断fdset的位fd是否被设置

(3)timeout参数：被用来设置select函数的超时时间.使用指针参数是因为内核将修改它以告诉用户select等了多久.

struct timeval结构体定义:

struct timeval{

    long tv_sec;/*秒数*/

    long tv_usec; /*微秒*/

};

timeout变量的tv_sec和tv_usec成员都被设为0,则select将立即返回.
timeout=NULL:select将一直阻塞,直到某个文件描述符就绪.

返回值:>0 成功时返回就绪(可读、可写和异常)文件描述符的总数.

=0 在超时时间内没有任何文件描述符就绪.

=-1 失败时,同时并设置errno.

例子:利用select接受普通数据和带外数据都将使select返回.但socket处于不同的就绪状态:前者处于可读状态,后者处于异常状态.

#include <sys/socket.h>

#include <sys/types.h>

#include <netinet/in.h>

#include <arpa/inet.h>

#include <assert.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <errno.h>

#include <fcntl.h>

int main(int argc,const char* argv[]){

      if(argc<=){

          printf("usage:%s ip port\n",argv[]);

          return -;

      }

      const char* ip=argv[];

      int port=atoi(argv[]);

      struct sockaddr_in address;

      address.sin_family=AF_INET;

      inet_pton(AF_INET,ip,&address.sin_addr);

      address.sin_port=htons(port);

      int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,);

      assert(sockfd!=-);

      int ret=bind(sockfd,(struct sockaddr*)&address,sizeof(address));

      assert(ret!=-);

      ret=listen(sockfd,);

      assert(ret!=-);

      struct sockaddr_in client_address;

      socklen_t len=sizeof(client_address);

      int connfd=accept(listenfd,(struct sockaddr*)&client_address,&len);

      assert(connfd>=);

      fd_set readSet;

      fd_set exceptionSet;

      FD_ZERO(&readSet);

      FD_ZERO(&exceptionSet);

      char buf[];

      while(){

           memset(buf,'\0',);

           FD_SET(connfd,&readSet);

           FD_SET(connfd,&exceptionSet);

           ret=select(connfd+,&readSet,NULL,&exceptionSet,NULL);

           if(ret<){

                  printf("select error\n");

                  break;

           }

          if(FD_ISSET(connfd,&readSet)){

              ret=recv(connfd,buf,sizeof(buf),);

              if(ret<=){

                  break;

              }

              printf("recv data:%s and length:%d\n",buf,ret);

          }

          else if(FD_ISSET(connfd,&exceptionSet)){

              ret=recv(connfd,buf,sizeof(buf),MSG_OOB);

              if(ret<=){

                  break;

              }

              printf("recv oob data:%s and length:%d\n",buf,ret);

          }

      }

      close(connfd);

      close(sockfd);

      return ;

}

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