一.概述：
系统提供select函数来实现I/O复用输入/输出模型。select系统调用是用来让我们的程序监视多个文件句柄的状态变化的。程序会停在select这里等待，直到被监视的文件句柄中有一个或多个发生生了状态改变。
二.select函数：
以下为man文本中的解释：
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/* According to POSIX.1-2001 */
#include <sys/select.h>
/* According to earlier standards */
#include <sys/
time
.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int
select(
int
nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
fd_set *exceptfds,
struct
timeval *timeout);
void
FD_CLR(
int
fd, fd_set *set);
int
FD_ISSET(
int
fd, fd_set *set);
void
FD_SET(
int
fd, fd_set *set);
void
FD_ZERO(fd_set *set);
|
nfds参数：需要监视的文件描述符集中最大的文件描述符 + 1；
readfds：输入/输出型参数，需要监视的可读文件描述符集合。
rwritefds：输入/输出型参数，需要监视的可写文件描述符集合。
exceptds：输入/输出型参数，需要监视的异常文件描述符集合。（一般为NULL）
timeout参数：输入/输出型参数，
NULL：则表示select()没有timeout，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。
返回值：执行成功则返回文件描述符集状态已改变的个数：
如果文件描述符集中没有满足条件的，并且时间超出了timeout，则返回0；
出差返回-1，此时参数readfds，writefds，exceptfds和timeout的值变成不可预测。并置相应的错误码：
EBADF ：文件描述词为无效的或该文件已关闭
EINTR： 此调用被信号所中断
EINVAL： 参数n 为负值。
ENOMEM ：核心内存不足
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。
struct timeval结构体：一个常用的结构，用来代表时间值，有两个成员，一个是秒数，另一个是毫秒数。
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struct
timeval
{
long
tv_sec;
//second
long
tv_usec;
//microsecond
};
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下面的宏提供了处理这三种描述符集的方式:
FD_CLR(inr fd,fd_set* set)：用来清除描述词组set中相关fd 的位
FD_ISSET(int fd,fd_set *set)：用来测试描述词组set中相关fd 的位是否为真（也就是是否已经就绪）
FD_SET(int fd,fd_set*set)：用来设置描述词组set中相关fd的位
FD_ZERO(fd_set *set)：用来清除描述词组set的全部位
三.fd_set理解：
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，即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
PS：readfds，writefds，exceptfds，timeout都是输入/输出型参数，输入时，是你自己设置的值，输出时是改变后的值。
四.相关代码：
（1）.监控标准输入输出：
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/****************************************
2 > File Name:test.c
3 > Author:xiaoxiaohui
4 > mail:1924224891@qq.com
5 > Created Time:2016年05月23日 星期一 16时11分45秒
6 ****************************************/
7
8 #include<stdio.h>
9 #include<stdlib.h>
10 #include<sys/types.h>
11 #include<sys/
time
.h>
12 #include<unistd.h>
13 #include<string.h>
14
15
const
int
LEN = 1024;
16
int
fds[2];
//只监测标准输入与输出这两个文件描述符
17
int
main()
18 {
19
20
int
std_in = 0;
21
int
std_out = 1;
22
int
fds_max = 1;
23 fd_set reads, writes;
24
struct
timeval timeout;
25
26 fds[0] = std_in;
27 fds[1] = std_out;
28
29
while
(1)
30 {
31 FD_ZERO(&reads);
32 FD_ZERO(&writes);
33 FD_SET(std_in, &reads);
//标准输入关注的是读事件
34 FD_SET(std_out, &writes);
//标准输出关注的是写事件
35 timeout.tv_sec = 5;
36 timeout.tv_usec = 0;
37
switch
( select(fds_max + 1, &reads, &writes, NULL, &timeout))
38 {
39
case
0:
40
printf
(
"select time out ......\n"
);
41
break
;
42
case
-1:
43
perror
(
"select"
);
44
break
;
45
default
:
46
if
(FD_ISSET(fds[0], &reads))
//可以从标准输入中读
47 {
48
char
buf[LEN];
49
memset
(buf,
'\0'
, LEN);
50
gets
(buf);
51
printf
(
"echo: %s\n"
, buf);
52
53
if
(
strncmp
(buf,
"quit"
, 4) == 0)
54 {
55
exit
(0);
56 }
57 }
58
if
(FD_ISSET(fds[1], &writes))
59 {
60
char
* buf =
"write is ready.......\n"
;
61
printf
(
"%s"
, buf);
62 sleep(5);
63 }
64
break
;
65 }
66 }
67
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69 }
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执行结果：
（2）.多路复用的TCP套接字编程：
server.c：
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/****************************************
2 > File Name:server.c
3 > Author:xiaoxiaohui
4 > mail:1924224891@qq.com
5 > Created Time:2016年05月23日 星期一 12时18分21秒
6 ****************************************/
7
8 #include<stdio.h>
9 #include<stdlib.h>
10 #include<sys/types.h>
11 #include<sys/socket.h>
12 #include<netinet/in.h>
13 #include<arpa/inet.h>
14 #include<string.h>
15 #include<sys/
time
.h>
16 #include<unistd.h>
17
18 #define LEN 1024
19
const
int
PORT = 8080;
20
struct
sockaddr_in client;
21
struct
sockaddr_in local;
22
int
listenSock;
23
int
linkSock = -1;
24
int
fds[64];
25
int
size_client =
sizeof
(client);
26
27
int
ListenSock()
28 {
29 listenSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
30
if
(listenSock < 0)
31 {
32
perror
(
"socket"
);
33
exit
(1);
34 }
35
36 local.sin_family = AF_INET;
37 local.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
38 local.sin_port = htons(PORT);
39
40
if
( bind(listenSock, (
struct
sockaddr*)&local,
sizeof
(local)) < 0)
41 {
42
perror
(
"bind"
);
43
exit
(2);
44 }
45
46
if
( listen(listenSock, 5) < 0)
47 {
48
perror
(
"listen"
);
49
exit
(3);
50 }
51
return
listenSock;
52 }
53
54
int
main()
55 {
56 listenSock = ListenSock();
//进入监听状态
57
58
char
buf[LEN];
59
memset
(buf,
'\0'
, LEN);
60
while
(1)
61 {
62 fd_set reads, writes;
63
int
fds_max;
//fds中最大的一个文件描述符
64
65
int
i = 0;
66
int
fds_num =
sizeof
(fds)/
sizeof
(fds[0]);
67
for
(; i < fds_num; i++)
//初始化fds
68 {
69 fds[i] = -1;
70 }
71
72 fds[0] = listenSock;
73 fds_max = fds[0];
74
struct
timeval times;
75
76
while
(1)
77 {
78 FD_ZERO(&reads);
//每次循环都要初始化，因为reads与writes即是是输入型参数，也是输出型参数
79 FD_ZERO(&writes);
80 FD_SET(listenSock, &reads);
//listenSock只关心读事件
81 times.tv_sec = 10;
82 times.tv_usec = 0;
83
struct
timeval times;
84
for
(i = 1; i < fds_num; i++ )
//在select之前把所有的文件描述符都设置读事件
85 {
86
if
(fds[i] > 0)
87 {
88 FD_SET(fds[i], &reads);
//所有的socket都要关心读事件
89
90
if
(fds[i] > fds_max)
91 {
92 fds_max = fds[i];
93 }
94 }
95 }
96
97
switch
( select(fds_max + 1, &reads, &writes, NULL, ×))
//select函数返回已就绪的文件描述符的个数
98 {
99
case
0:
100
printf
(
"time out....!\n"
);
101
break
;
102
case
-1:
103
perror
(
"select"
);
104
break
;
105
default
:
106
for
(i = 0; i < fds_num; i++)
107 {
108
if
(fds[i] == listenSock && FD_ISSET(fds[i], &reads))
//如果为listenSock并且已经就绪 则可以accept客户端了
109 {
110 linkSock = accept(listenSock, (
struct
sockaddr*)&client, &size_client);
111
if
(linkSock < 0)
112 {
113
perror
(
"accept"
);
114
continue
;
115 }
116
117
printf
(
"a new connect is create...... the fds is %d\n"
, linkSock);
118
for
(i = 0; i < fds_max; i++)
//把新创建的文件描述符放到fds中
119 {
120
if
(fds[i] < 0)
121 {
122 fds[i] = linkSock;
123 FD_SET(linkSock, &writes);
//设置进写事件队列中
124
break
;
125 }
126 }
127
128
if
(i == fds_max - 1)
129 {
130
printf
(
"文件描述符集已满，请关闭一些链接，以保证系统能正常工作！\n"
);
131 }
132 }
133
else
if
(fds[i] > 0 && FD_ISSET(fds[i], &reads))
//服务器可以读取客户端发过来的信息了
134 {
135
memset
(buf,
'\0'
, LEN);
136
int
ret = read(fds[i], buf, LEN);
137
if
(ret < 0)
//读取错误，直接跳到下一个文件描述符
138 {
139
perror
(
"read"
);
140
continue
;
141 }
142
else
if
(ret == 0)
//客户端关闭 直接跳到下一个文件描述符
143 {
144
printf
(
"client is closed!\n"
);
145
continue
;
146 }
147
else
//读取成功
148 {
149 buf[ret] =
'\0'
;
150
printf
(
"client# %s\n"
, buf);
151 }
152
153
if
( write(fds[i], buf,
strlen
(buf)) < 0)
//回显给客户端
154 {
155
perror
(
"write"
);
156
continue
;
157 }
158 }
167 }
168
169
break
;
170 }
171 }
172 }
173 }
|
client.c：
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|
1
/****************************************
2 > File Name:client.c
3 > Author:xiaoxiaohui
4 > mail:1924224891@qq.com
5 > Created Time:2016年05月23日 星期一 12时30分01秒
6 ****************************************/
7
8 #include<stdio.h>
9 #include<stdlib.h>
10 #include<string.h>
11 #include<sys/types.h>
12 #include<sys/socket.h>
13 #include<netinet/in.h>
14 #include<arpa/inet.h>
15 #include<sys/
time
.h>
16 #include<unistd.h>
17
18 #define LEN 1024
19
const
int
PORT = 8080;
20
const
char
* IP =
"127.0.0.1"
;
21
struct
sockaddr_in server;
22
int
clientSock;
23
char
buf[LEN];
24
25
int
main()
26 {
27 clientSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
28
if
(clientSock < 0)
29 {
30
perror
(
"socket"
);
31
exit
(1);
32 }
33
34 server.sin_family = AF_INET;
35 server.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP);
36 server.sin_port = htons(PORT);
37
38
if
( connect(clientSock, (
struct
sockaddr*)&server,
sizeof
(server)) < 0)
39 {
40
perror
(
"connect"
);
41
exit
(2);
42 }
43
44
while
(1)
45 {
46
memset
(buf,
'\0'
, LEN);
47
printf
(
"please input: "
);
48
gets
(buf);
49 write(clientSock, buf,
strlen
(buf));
50
51
memset
(buf,
'\0'
, LEN);
52
int
ret = read(clientSock, buf, LEN);
53 buf[ret] =
'\0'
;
54
printf
(
"echo: %s\n"
, buf);
55 }
56
57
return
0;
58 }
|
Makefile:
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
|
1 .PHONY:all
2 all:server client
3
4 server:server.c
5 gcc -o $@ $^ -g
6 client:client.c
7 gcc -o $@ $^ -g
8
9 .PHONY:clean
10 clean:
11 rm -f server client
|
执行结果：
五.总结：
select用于I/O复用，通过监听文件描述符的状态，当与文件描述符相关的资源准备就绪就返回，从而提高性能。
reads，writes， timeout都是输入/输出型参数，所以要在while循环内设置它们的状态。
本文转自 ye小灰灰 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/10704527/1782636，如需转载请自行联系原作者
