详谈 I/O多路复用 select

是从知乎上看的觉得解释很到位就贴过来了
下面举一个例子,模拟一个tcp服务器处理30个客户socket。假设你是一个老师,让30个学生解答一道题目,然后检查学生做的是否正确,你有下面几个选择:

1、第一种选择:按顺序逐个检查,先检查A,然后是B,之后是C、D。。。这中间如果有一个学生卡主,全班都会被耽误。这种模式就好比,你用循环挨个处理socket,根本不具有并发能力。
2、第二种选择:你创建30个分身,每个分身检查一个学生的答案是否正确。 这种类似于为每一个用户创建一个进程或者线程处理连接。
3、第三种选择,你站在讲台上等,谁解答完谁举手。这时C、D举手,表示他们解答问题完毕,你下去依次检查C、D的答案,然后继续回到讲台上等。此时E、A又举手,然后去处理E和A。。。 这种就是IO复用模型,Linux下的select、poll和epoll就是干这个的。将用户socket对应的fd注册进epoll,然后epoll帮你监听哪些socket上有消息到达,这样就避免了大量的无用操作。此时的socket应该采用非阻塞模式。这样,整个过程只在调用select、poll、epoll这些调用的时候才会阻塞,收发客户消息是不会阻塞的,整个进程或者线程就被充分利用起来,这就是事件驱动,所谓的reactor模式。
作者:知乎用户
链接:https://www.zhihu.com/question/28594409/answer/52835876
来源:知乎
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一、基础知识

select系统调用是用来让我们的程序监视多个文件描述符的状态变化的;
程序会停在select这里等待,直到被监视的文件描述符有一个或多个发生了状态改变

二、函数原型

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

int select(int ndfs,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ndfs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,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
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。

timeval结构

struct timrval
{
	_time_t tv_sec;
	_suceconds_t tv_usec;
};

函数返回值
执行成功则返回文件描述词状态已改变的个数
如果返回0代表在描述词状态改变前已超过timeout时间,没有返回
当有错误发生时则返回-1,错误原因存于errno,此时参数readfds,writefds, exceptfds和timeout的值变成不可预测。
错误值可能为
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

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