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select函数是实现IO多路复用的一种方式。

什么是IO多路复用？

举一个简单地网络服务器的例子，如果你的服务器需要和多个客户端保持连接，处理客户端的请求，属于多进程的并发问题，如果创建很多个进程来处理这些IO流，会导致CPU占有率很高。所以人们提出了I/O多路复用模型：一个线程，通过记录I/O流的状态来同时管理多个I/O。

select只是IO复用的一种方式，其他的还有：poll，epoll等。

 

Select的函数格式：

int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval*timeout);

先说明两个结构体： 第一，struct fd_set可以理解为一个集合，这个集合中存放的是文件描述符(filedescriptor)，即文件句柄，这可以是我们所说的普通意义的文件，当然Unix下任何设备、管道、FIFO等都是文件形式，全部包括在内，所以毫无疑问一个socket就是一个文件，socket句柄就是一个文件描述符。fd_set集合可以通过一些宏由人为来操作，比如清空集合FD_ZERO(fd_set *)，将一个给定的文件描述符加入集合之中FD_SET(int ,fd_set*)，将一个给定的文件描述符从集合中删除FD_CLR(int,fd_set*)，检查集合中指定的文件描述符是否可以读写FD_ISSET(int ,fd_set* )。

第二，struct timeval是一个大家常用的结构，用来代表时间值，有两个成员，一个是秒数，另一个是毫秒数。

具体解释select的参数： int maxfdp是一个整数值，是指集合中所有文件描述符的范围，即所有文件描述符的最大值加1，不能错！在Windows中这个参数的值无所谓，可以设置不正确。 fd_set * readfds是指向fd_set结构的指针，这个集合中应该包括文件描述符，我们是要监视这些文件描述符的读变化的，即我们关心是否可以从这些文件中读取数据了，如果这个集合中有一个文件可读，select就会返回一个大于0的值，表示有文件可读，如果没有可读的文件，则根据timeout参数再判断是否超时，若超出timeout的时间，select返回0，若发生错误返回负值。可以传入NULL值，表示不关心任何文件的读变化。 fd_set * writefds是指向fd_set结构的指针，这个集合中应该包括文件描述符，我们是要监视这些文件描述符的写变化的，即我们关心是否可以向这些文件中写入数据了，如果这个集合中有一个文件可写，select就会返回一个大于0的值，表示有文件可写，如果没有可写的文件，则根据timeout参数再判断是否超时，若超出timeout的时间，select返回0，若发生错误返回负值。可以传入NULL值，表示不关心任何文件的写变化。 fd_set * errorfds同上面两个参数的意图，用来监视文件错误异常。 struct timeval * timeout是select的超时时间，这个参数至关重要，它可以使select处于三种状态，第一，若将NULL以形参传入，即不传入时间结构，就是将select置于阻塞状态，一定等到监视文件描述符集合中某个文件描述符发生变化为止；第二，若将时间值设为0秒0毫秒，就变成一个纯粹的非阻塞函数，不管文件描述符是否有变化，都立刻返回继续执行，文件无变化返回0，有变化返回一个正值；第三，timeout的值大于0，这就是等待的超时时间，即select在timeout时间内阻塞，超时时间之内有事件到来就返回了，否则在超时后不管怎样一定返回，返回值同上述。 返回值：返回状态发生变化的描述符总数。 负值：select错误

正值：某些文件可读写或出错

0：等待超时，没有可读写或错误的文件

 

select举例:

①读取键盘输入值，超时间隔2.5秒，输出用户输入的字符个数。

 

#include <sys/types.h> #include <sys/time.h> #include <stdio.h> #include <fcntl.h> #include <sys/ioctl.h> #include <unistd.h>

int main()

{ char buffer[128]; int result, nread; fd_set inputs, testfds; struct timeval timeout; FD_ZERO(&inputs);//用select函数之前先把集合清零 FD_SET(0,&inputs);//把要检测的句柄——标准输入（0），加入到集合里。 while(1) { testfds = inputs; timeout.tv_sec = 2; timeout.tv_usec = 500000; result = select(FD_SETSIZE, &testfds, (fd_set *)0, (fd_set *)0, &timeout); switch(result) { case 0: printf(“timeout/n”); break; case -1: perror(“select”); exit(1); default: if(FD_ISSET(0,&testfds)) { ioctl(0,FIONREAD,&nread);//取得从键盘输入字符的个数，包括回车。 if(nread == 0) { printf(“keyboard done/n”); exit(0); } nread = read(0,buffer,nread); buffer[nread] = 0; printf(“read %d from keyboard: %s”, nread, buffer); } break; } } return 0; }

 

 

②利用select而不是fork来解决socket中的多客户问题。

Select在Socket编程中还是比较重要的，可是对于初学Socket的人来说都不太爱用Select写程序，他们只是习惯写诸如connect、accept、recv或recvfrom这样的阻塞程序（所谓阻塞方式block，顾名思义，就是进程或是线程执行到这些函数时必须等待某个事件的发生，如果事件没有发生，进程或线程就被阻塞，函数不能立即返回）。可是使用Select就可以完成非阻塞（所谓非阻塞方式non-block，就是进程或线程执行此函数时不必非要等待事件的发生，一旦执行肯定返回，以返回值的不同来反映函数的执行情况，如果事件发生则与阻塞方式相同，若事件没有发生则返回一个代码来告知事件未发生，而进程或线程继续执行，所以效率较高）方式工作的程序，它能够监视我们需要监视的文件描述符的变化情况——读写或是异常。

 

服务器端：

#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <stdio.h> #include <netinet/in.h> #include <sys/time.h> #include <sys/ioctl.h> #include <unistd.h>

int main()

{ int server_sockfd, client_sockfd; int server_len, client_len; struct sockaddr_in server_address; struct sockaddr_in client_address; int result; fd_set readfds, testfds; server_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//建立服务器端socket server_address.sin_family = AF_INET; server_address.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); server_address.sin_port = htons(9734); server_len = sizeof(server_address); bind(server_sockfd, (struct sockaddr *)&server_address, server_len); listen(server_sockfd, 5); FD_ZERO(&readfds); FD_SET(server_sockfd, &readfds);//将服务器端socket加入到集合中 while(1) { char ch; int fd; int nread; testfds = readfds; printf(“server waiting/n”);

/*无限期阻塞，并测试文件描述符变动 */	result = select(FD_SETSIZE, &testfds, (fd_set *)0,(fd_set *)0, (struct timeval *) 0); 	if(result < 1) 	{ 		perror("server5"); 		exit(1); 	} 	/*扫描所有的文件描述符*/	for(fd = 0; fd < FD_SETSIZE; fd++) 	{		/*找到相关文件描述符*/		if(FD_ISSET(fd,&testfds)) 		{ 	     	        /*判断是否为服务器套接字，是则表示为客户请求连接。*/			if(fd == server_sockfd) 			{ 				client_len = sizeof(client_address); 				client_sockfd = accept(server_sockfd, 				(struct sockaddr *)&client_address, &client_len); 				FD_SET(client_sockfd, &readfds);//将客户端socket加入到集合中				printf("adding client on fd %d/n", client_sockfd); 			} 			/*客户端socket中有数据请求时*/			else 			{                                          				ioctl(fd, FIONREAD, &nread);//取得数据量交给nread								/*客户数据请求完毕，关闭套接字，从集合中清除相应描述符 */				if(nread == 0) 				{ 					close(fd); 					FD_CLR(fd, &readfds); 					printf("removing client on fd %d/n", fd); 				} 				/*处理客户数据请求*/				else 				{ 					read(fd, &ch, 1); 					sleep(5); 					printf("serving client on fd %d/n", fd); 					ch++; 					write(fd, &ch, 1); 				} 			} 		} 	} }

}

 

客户端：

#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <stdio.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h>

int main()

{ int client_sockfd; int len; struct sockaddr_in address;//服务器端网络地址结构体 int result; char ch = ‘A’; client_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//建立客户端socket address.sin_family = AF_INET; address.sin_addr.s_addr = inet_addr(“127.0.0.1”); address.sin_port = 9734; len = sizeof(address); result = connect(client_sockfd, (struct sockaddr *)&address, len); if(result == -1) { perror(“oops: client2”); exit(1); } write(client_sockfd, &ch, 1); read(client_sockfd, &ch, 1); printf(“char from server = %c/n”, ch); close(client_sockfd); zexit(0); }