在Linux中，我们可以使用select函数实现I/O端口的复用，传递给 select函数的参数会告诉内核：
•我们所关心的文件描述符
•对每个描述符，我们所关心的状态。(我们是要想从一个文件描述符中读或者写，还是关注一个描述符中是否出现异常)
•我们要等待多长时间。(我们可以等待无限长的时间，等待固定的一段时间，或者根本就不等待)
从 select函数返回后，内核告诉我们一下信息：
•对我们的要求已经做好准备的描述符的个数
•对于三种条件哪些描述符已经做好准备.(读，写，异常)
中间的三个参数 readset, writset, exceptset,指向描述符集。这些参数指明了我们关心哪些描述符，和需要满足什么条件(可写，可读，异常)。一个文件描述集保存在 fd_set 类型中。fd_set类型变量每一位代表了一个描述符。我们也可以认为它只是一个由很多二进制位构成的数组。如下图所示：
用select来解决socket中的多客户问题
使用select以后最大的优势是用户可以在一个线程内同时处理多个socket的IO请求。在网络编程中，当涉及到多客户访问服务器的情况，我们首先想到的办法就是fork出多个进程来处理每个客户连接。现在，我们同样可以使用select来处理多客户问题，而不用fork。
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>
#include <stdlib.h>
#define MAX_FD(_x, _y) (((_x) > (_y)) ? (_x) : (_y))
int main()
{
int server_sockfd, client_sockfd;
int server_len, client_len;
struct sockaddr_in server_address;
struct sockaddr_in client_address;
int result;
int max_fd = 0;
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(8888);
server_len = sizeof(server_address);
bind(server_sockfd, (struct sockaddr *)&server_address, server_len);
listen(server_sockfd, 5); //监听队列最多容纳5个
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;//将需要监视的描述符集copy到select查询队列中，select会对其修改，所以一定要分开使用变量
max_fd = MAX_FD(max_fd,server_sockfd);
printf("server waiting:max_fd:%d\n",max_fd);
/*无限期阻塞，并测试文件描述符变动 */
result = select(max_fd+1, &testfds, (fd_set *)0,(fd_set *)0, (struct timeval *) 0); //FD_SETSIZE：系统默认的最大文件描述符
if(result < 1)
{
perror("server5");
exit(1);
}
/*扫描所有的文件描述符*/
for(fd = 0; fd < max_fd+1; 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);
//将客户端socket加入到集合中
//把 client_sockfd对应的 bit位设置为1，通知内核监听读事件
FD_SET(client_sockfd, &readfds);
max_fd = client_sockfd;
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); //去掉关闭的fd
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);
}
}
}
}
}
return 0;
}
客户端
//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>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.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 = htons(8888);
len = sizeof(address);
result = connect(client_sockfd, (struct sockaddr *)&address, len);
if(result == -1)
{
perror("oops: client2");
exit(1);
}
//第一次读写
write(client_sockfd, &ch, 1);
read(client_sockfd, &ch, 1);
printf("the first time: char from server = %c\n", ch);
sleep(5);
//第二次读写
write(client_sockfd, &ch, 1);
read(client_sockfd, &ch, 1);
printf("the second time: char from server = %c\n", ch);
close(client_sockfd);
return 0;
}
select返回值：
小于0 : 错误的情况
等于0: timeout, 应用可以根据自身的情况, 是继续循环处理还是结束处理
大于0: 准备就绪,有可读或者可写的数据到来
select()用来等待文件描述符（普通文件、终端、伪终端、管道、FIFO、套接字及其他类型的字符型）状态的改变
select如何读取数据?
通过FD_ISSET 来依次判断每个监控的文件描述符的状态. 然后依次处理,如果是多个文件描述符同时就绪,就涉及到cpu的轮换执行,所以文件描述符越多,其执行的效率就越低
select本质上是通过设置或者检查存放fd标志位的数据结构来进行下一步处理。这样所带来的缺点是：
1、单个进程可监视的fd数量被限制，即能监听端口的大小有限。一般来说这个数目和系统内存关系很大，具体数目可以cat/proc/sys/fs/file-max察看。32位机默认是1024个。64位机默认是2048.
2、对socket进行扫描时是线性扫描，即采用轮询的方法，效率较低：当套接字比较多的时候，每次select()都要通过遍历FD_SETSIZE个Socket来完成调度,不管哪个Socket是活跃的,都遍历一遍。这会浪费很多CPU时间。如果能给套接字注册某个回调函数，当他们活跃时，自动完成相关操作，那就避免了轮询，这正是epoll与kqueue做的。
3、需要维护一个用来存放大量fd的数据结构，这样会使得用户空间和内核空间在传递该结构时复制开销大。
4. 调用select()函数之后，select() 函数会清空它所检测的socket描述符集合，导致每次调用select()之前都必须把socket描述符重新加入到待检测的集合中
