Linux-（C）IO多路复用之select学习（转载）

1、基本概念　　IO多路复用是指内核一旦发现进程指定的一个或者多个IO条件准备读取，它就通知该进程。IO多路复用适用如下场合：　　（1）当客户处理多个描述字时（一般是交互式输入和网络套接口），必须使用I/O复用。　　（2）当一个客户同时处理多个套接口时，而这种情况是可能的，但很少出现。　　（3）如果一个TCP服务器既要处理监听套接口，又要处理已连接套接口，一般也要用到I/O复用。　　（4）如果一个服务器即要处理TCP，又要处理UDP，一般要使用I/O复用。　　（5）如果一个服务器要处理多个服务或多个协议，一般要使用I/O复用。　　与多进程和多线程技术相比，I/O多路复用技术的最大优势是系统开销小，系统不必创建进程/线程，也不必维护这些进程/线程，从而大大减小了系统的开销。2、select函数　　该函数准许进程指示内核等待多个事件中的任何一个发送，并只在有一个或多个事件发生或经历一段指定的时间后才唤醒。函数原型如下：

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

int select(int maxfdp1,fd_set *readset,fd_set *writeset,fd_set *exceptset,const struct timeval *timeout)
返回值：就绪描述符的数目，超时返回0，出错返回-1

函数参数介绍如下：（1）第一个参数maxfdp1指定待测试的描述字个数，它的值是待测试的最大描述字加1（因此把该参数命名为maxfdp1），描述字0、1、2...maxfdp1-1均将被测试。因为文件描述符是从0开始的。（2）中间的三个参数readset、writeset和exceptset指定我们要让内核测试读、写和异常条件的描述字。如果对某一个的条件不感兴趣，就可以把它设为空指针。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，可通过以下四个宏进行设置：          void FD_ZERO(fd_set *fdset);           //清空集合          void FD_SET(int fd, fd_set *fdset);   //将一个给定的文件描述符加入集合之中          void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset);   //将一个给定的文件描述符从集合中删除          int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset);   // 检查集合中指定的文件描述符是否可以读写 （3）timeout告知内核等待所指定描述字中的任何一个就绪可花多少时间。其timeval结构用于指定这段时间的秒数和微秒数。         struct timeval{                   long tv_sec;   //seconds                   long tv_usec;  //microseconds       };这个参数有三种可能：（1）永远等待下去：仅在有一个描述字准备好I/O时才返回。为此，把该参数设置为空指针NULL。（2）等待一段固定时间：在有一个描述字准备好I/O时返回，但是不超过由该参数所指向的timeval结构中指定的秒数和微秒数。（3）根本不等待：检查描述字后立即返回，这称为轮询。为此，该参数必须指向一个timeval结构，而且其中的定时器值必须为0。 原理图：



相关了解：http://blog.csdn.net/lingfengtengfei/article/details/123924493、测试程序　　写一个TCP回射程序，程序的功能是：客户端向服务器发送信息，服务器接收并原样发送给客户端，客户端显示出接收到的信息。服务端程序如下所示：（自己重写过了，方便理解）server/*
* server.c
*
* Created on: 2016年7月30日
* Author: Andy_Cong
*/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/select.h>

/* According to earlier standards */
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>
#define MAX 1024 //1024个
void setnonblock(int st)
{
//fcntl
int opts=fcntl(st,F_GETFL);
if(opts<0)
{
printf("fcntl failed %s\n",strerror(errno));
return ;
}
opts=opts | O_NONBLOCK;
if(fcntl(st,F_SETFL,opts)<0)
{
printf("fcntl failed %s\n",strerror(errno));
}
return ;
}
//server create
int socket_create(int port)
{
int st=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
int on=1;
//IP可重用
if(setsockopt(st,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on))==-1)
{
printf("setsockopt fail %s\n",strerror(errno));
return 0;
}

struct sockaddr_in addr;
memset(&addr, 0, sizeof(addr));
addr.sin_family=AF_INET;
addr.sin_port=htons(port);
addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);

if(bind(st,(struct sockaddr *)&addr,sizeof(addr))==-1)
{
printf("bind fail:%s\n",strerror(errno));
return 0;
}
if(listen(st,300)==-1)
{
printf("listen fail:%s\n",strerror(errno));
return 0;
}
return st;
}

int socket_accept(int listen_st)
{
struct sockaddr_in client_addr;
socklen_t len=sizeof(client_addr);
memset(&client_addr,0,sizeof(client_addr));
//return the client descriptor that is listened
int client_st=accept(listen_st,(struct sockaddr *)&client_addr,&len);
if(client_st<0)
{
printf("accept failed %s\n",strerror(errno));
}
else
{
printf("accept by %s\n",inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
}
return client_st;
}

ssize_t socket_recv(int st)
{
char buf[1024];
memset(buf,0,sizeof(buf));
ssize_t rc=recv(st,buf,sizeof(buf),0);
if(rc<0)
{
printf("recv failed %s\n",strerror(errno));
}
else
{
//收什么发什么
printf("recv %s\n",buf);
send(st,buf,rc,0);
}
return rc;
}

int main(int argc,char *argv[])
{
if(argc<2)
{
printf("argument: Program Port\n");
return EXIT_FAILURE;
}
int port=atoi(argv[1]);
int listen_st=socket_create(port);
if(listen_st==0)
{
printf("listen fail: %s\n", strerror(errno));
return -1;
}
setnonblock(listen_st);

int i=0;
int maxfd=0; //max descriptor
int client[MAX]; //the client will watch
maxfd=listen_st; //初始化最大fd

memset(client,-1,sizeof(client));
int client_st=-1;
while(1)
{
/*每次调用select前都要重新设置文件描述符和时间，*/
/* 因为事件发生后，文件描述符和时间都被内核修改啦*/
/*添加监听套接字*/
fd_set allset;
FD_ZERO(&allset); //将allset集合设置为空
FD_SET(listen_st,&allset);
maxfd=listen_st;

//找最大描述符号 maxfd
for(i=0;i<MAX;++i)
{
if(client[i]!=-1)
{
FD_SET(client[i],&allset);
if(client[i]>maxfd)
maxfd=client[i];
}
}
// 写，读，出错，最后NULL 立马返回
//返回需要处理个数
int rc=select(maxfd+1,&allset,NULL,NULL,NULL);

//说明server listen_st 准备就绪
if(FD_ISSET(listen_st,&allset))
{
//有client 代表有client链接
client_st=socket_accept(listen_st);
if(client_st>=0)
{
setnonblock(client_st);
for(i=0; i< MAX;++i)
{
//找空闲位置放置client_st
if(client[i]==-1)
{
client[i]=client_st;
break;
}
}
if(i==MAX)
{
close(client_st);
}
rc--;//处理完一个socket
if(rc<=0)
continue; //已经没有socket处理
}
}
for(i=0;i<MAX;++i) //遍历client[] 是否有client准备就绪
{
int sockfd=client[i];
if(sockfd==-1)
continue;
if(FD_ISSET(sockfd,&allset))
{
//调用socket_recv接受数据
if(socket_recv(sockfd)<=0)
{
close(sockfd);
client[i]=-1;
}
rc--; //处理完一个socket select返回总数
}
if(rc<0)
{
break; //已经没有更多socket可以处理,循环break
}
}
}
close(listen_st);
return 0;
}


client/*
* client.c
*
* Created on: 2016年7月30日
* Author: Andy_Cong
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
if(argc<3)
{
printf("argument: Promgram Hostname Port\n");
return EXIT_FAILURE;
}
int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sockfd==-1)
{
printf("sockfd open error: %s\n",strerror(errno));
return -1;
}
int port=atoi(argv[2]);
struct sockaddr_in addr;
memset(&addr, 0, sizeof(addr));
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(port);
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)&addr,sizeof(addr))==-1)
{
printf("connect fail: %s\n",strerror(errno));
return -1;
}
char buf[1024];
while (1)
{
memset(buf, 0, sizeof(buf));
read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf)); //从键盘获取输入
ssize_t sd_size = send(sockfd, buf, sizeof(buf), 0);
if(sd_size == -1)
{
printf("send fail: %s\n", strerror(errno));
return -1;
}
memset(buf, 0, sizeof(buf));
ssize_t rd_size = recv(sockfd, buf, sizeof(buf), 0);
if(rd_size == -1)
{
printf("recv fail: %s\n", strerror(errno));
break;
}
printf("client recv is:%s\n", buf);
}
return 0;
}

运行结果：


转载原文：http://www.cnblogs.com/Anker/archive/2013/08/14/3258674.html