Linux网络编程:I/O复用之select详解

一、I/O复用概述

I/O复用概念:

解决进程或线程阻塞到某个 I/O 系统调用而出现的技术,使进程不阻塞于某个特定的 I/O 系统调

I/O复用使用的场合:

1.当客户处理多个描述符(通常是交互式输入、网络套接字)时,必须使用I/O复用。

2.tcp服务器既要处理监听套接字,又要处理已连接套接字,一般要使用I/O复用。

3.如果一个服务器既要处理tcp又要处理udp,一般要使用I/O复用。

4.如果一个服务器要处理多个服务或多个服务时,一般要使用I/O复用。

I/O复用常用函数

select、poll

二、select()函数 select函数介绍:

int select(int maxfd, fd_set *readset, fd_set *writeset, fd_set *exceptset, const struct timeval *timeout);

功能:轮询扫描多个描述符中的任一描述符是否发生响应,或经过一段时间后唤醒

参数:

参数   名称   说明  
maxfd   指定要检测的描述符的范围   所检测描述符最大值+1
 
readset
  可读描述符集
  监测该集合中的任意描述符是否有数据可读
 
writeset
  可写描述符集
  监测该集合中的任意描述符是否有数据可写
 
exceptset
  异常描述符集
  监测该集合中的任意描述符是否发生异常
 
timeout
  超时时间
  超过规定时间后唤醒  

返回值:

0:超时

-1:出错

>0:准备好的文件描述符数量

头文件:

#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>

超时时间

//该结构体表示等待超时的时间
struct timeval{
 long tv_sec;//秒
 long tv_usec;//微秒
};

//比如等待10.2秒
struct timeval timeout;
timeoout.tv_sec = 10;
timeoout.tv_usec = 200000;

//将select函数的timeout参数设置为NULL则永远等待

描述符集合的操作:

select()函数能对多个文件描述符进行监测,如果一个参数对应一个描述符,那么select函数的4个参数最多能监测4个文件描述,那他如何实现对多个文件描述符的监测的呢?

大家想一想文件描述符基本具有3种特性(异常),如果我们统一将监测可读描述符放入可读集合readset),监测可写的描述符放入可写集合writeset),监测异常的描述符放入异常集合exceptset)。然后将这3个集合传给select函数,是不是就可监测多个描述符呢.

如何将某个描述符加入到特定的集合中呢?这时就需要了解下面的集合操作函数

/初始化描述符集
void FD_ZERO(fd_set *fdset);

//将一个描述符添加到描述符集
void FD_SET(int fd, fd_set *fdset);

//将一个描述符从描述符集中删除
void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset);

//检测指定的描述符是否有事件发生
int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset);

select()函数整体使用框架:

例子:检测 0、4、5 描述符是否准备好

while(1)
{
 fd_set rset;//创建一个描述符集rset
 FD_ZERO(&rset);//对描述符集rset清零
 FD_SET(0, &rset);//将描述符0加入到描述符集rset中
 FD_SET(4, &rset);//将描述符4加入到描述符集rset中
 FD_SET(5, &rset);//将描述符5加入到描述符集rset中
 
 if(select(5+1, &rset, NULL, NULL, NULL) > 0)
 {
  if(FD_ISSET(0, &rset))
  {
   //描述符0可读及相应的处理代码
  }
 
  if(FD_ISSET(4, &rset))
  {
   //描述符4可读及相应的处理代码
  }
  if(FD_ISSET(5, &rset))
  {
   //描述符5可读及相应的处理代码
  }
 }
}

三、select函数的应用对比

我们通过udp同时收发的例子来说明select的妙处。

对于udp同时收发立马想到的是一个线程收另一个线程发,下面的代码就是通过多线程来实现

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