12 IO复用服务器模型

1. IO复用模型与多进程模型对比：

a. 多进程模型：需要大量的运算和内存空间，进程间数据交换复杂IPC。

b. IO复用模型可以不创建多进程同时又向多个客户端提供服务，但是并不适用于所有情况。





2. select函数，将多个文件描述符集中在一起统一监视。监视项目有：是否存在套接字接收数据；无需阻塞传输数据的套接字有哪些；哪些套接字发生异常；



3. 设置文件描述符

FD_ZERO(fd_set *fdset) //将fd_set变量的所有位初始化0
FD_SET(int fd, fd_set *fdset) //注册文件描述符fd到fdset
FD_CLR(int fd, fd_set *fdset) //清除文件描述符fd
FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset) //判断是否包含



4. 设置检查范围和超时

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

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

成功返回大于0的值，超时返回0，失败返回-1

maxfd：监视对象文件描述符数量
readset：是否存在待读取数据的文件描述符
writeset：是否可传输无阻塞数据的文件描述符
exceptset：是否发生异常的文件描述符
timeout：超时信息

监视范围：与第一个参数有关，最大的文件描述符值加1（加1,是因为文件描述符从0开始）。
超时：

struct timeval{
long tv_sec; //sec
long tv_usec; // microsec
}5. IO复用的服务器端
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/select.h>

#define BUF_SIZE 100

void error_handling(char *message);

int main(int argc, char *argv[]){
int serv_sock,clnt_sock;
char buf[BUF_SIZE];
struct sockaddr_in serv_adr;
struct sockaddr_in clnt_adr;
socklen_t adr_sz;
fd_set reads,cpy_reads;
struct timeval timeout;
int fd_max,str_len,fd_num,i;

if(argc != 2){
printf("Usage : %s <port>\n",argv[0]);
exit(1);
}

serv_sock = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(serv_sock == -1){
error_handling("socket error");
}

memset(&serv_adr,0,sizeof(serv_adr));
serv_adr.sin_family=AF_INET;
serv_adr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
serv_adr.sin_port=htons(atoi(argv[1]));

if(bind(serv_sock,(struct sockaddr*)&serv_adr,sizeof(serv_adr)) == -1){
error_handling("bind() error");
}

if(listen(serv_sock,5) == -1){
error_handling("listen() error");
}

FD_ZERO(&reads);
FD_SET(serv_sock,&reads);
fd_max = serv_sock;

while(1){
cpy_reads = reads;
timeout.tv_sec = 5;
timeout.tv_usec = 5000;

if((fd_num = select(fd_max+1,&cpy_reads,0,0,&timeout)) == -1)
break;
if(fd_num == 0)
continue;
for(i=0;i<fd_max+1;i++){
if(FD_ISSET(i,&cpy_reads)){
if(i == serv_sock){ //connection request
adr_sz = sizeof(clnt_adr);
clnt_sock = accept(serv_sock,(struct sockaddr *)&clnt_adr,&adr_sz);
FD_SET(clnt_sock,&reads);

if(fd_max < clnt_sock){
fd_max = clnt_sock;
}
printf("connected client : %d \n", clnt_sock);
}else{ //read message
str_len = read(i,buf,BUF_SIZE);

if(str_len == 0){ //close
FD_CLR(i,&reads);
close(i);
printf("closed client %d \n",i);
}else{
write(i,buf,str_len); //echo
}
}
}
}
}
close(serv_sock);

return 0;
}

void error_handling(char *message){

fputs(message,stderr);
fputs("\n",stderr);
exit(1);
}执行结果：
alex@alex-virtual-machine:/extra/tcpip/10$ ./a.out 9190
connected client : 4
connected client : 5
closed client 4
closed client 5
connected client : 4
closed client 4