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select 机制的优势
为什么会出现select模型？
先看一下下面的这句代码：
int iResult = recv(s, buffer,1024);这是用来接收数据的，在默认的阻塞模式下的套接字里，recv会阻塞在那里，直到套接字连接上有数据可读，把数据读到buffer里后recv函数才会返回，不然就会一直阻塞在那里。在单线程的程序里出现这种情况会导致主线程（单线程程序里只有一个默认的主线程）被阻塞,这样整个程序被锁死在这里，如果永 远没数据发送过来，那么程序就会被永远锁死。这个问题可以用多线程解决，但是在有多个套接字连接的情况下，这不是一个好的选择，扩展性很差。
再看代码：
int iResult = ioctlsocket(s, FIOBIO, (unsigned long *)&ul); iResult = recv(s, buffer,1024);这一次recv的调用不管套接字连接上有没有数据可以接收都会马上返回。原因就在于我们用ioctlsocket把套接字设置为非阻塞模式了。不过你跟踪一下就会发现，在没有数据的情况下，recv确实是马上返回了，但是也返回了一个错误：WSAEWOULDBLOCK，意思就是请求的操作没有成功完成。
看到这里很多人可能会说，那么就重复调用recv并检查返回值，直到成功为止，但是这样做效率很成问题，开销太大。
select模型的出现就是为了解决上述问题。
select模型的关键是使用一种有序的方式，对多个套接字进行统一管理与调度 。
如上所示，用户首先将需要进行IO操作的socket添加到select中，然后阻塞等待select系统调用返回。当数据到达时，socket被激活，select函数返回。用户线程正式发起read请求，读取数据并继续执行。
从流程上来看，使用select函数进行IO请求和同步阻塞模型没有太大的区别，甚至还多了添加监视socket，以及调用select函数的额外操作，效率更差。但是，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。用户可以注册多个socket，然后不断地调用select读取被激活的socket，即可达到在同一个线程内同时处理多个IO请求的目的。而在同步阻塞模型中，必须通过多线程的方式才能达到这个目的。
select流程伪代码如下：
{
select(socket);
while(1) { sockets = select(); for(socket in sockets) { if(can_read(socket)) { read(socket, buffer); process(buffer); } } } }select相关API介绍与使用
#include <sys/select.h> #include <sys/time.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> int select(int maxfdp, fd_set *readset, fd_set *writeset, fd_set *exceptset,struct timeval *timeout);参数说明：
maxfdp：被监听的文件描述符的总数，它比所有文件描述符集合中的文件描述符的最大值大1，因为文件描述符是从0开始计数的；
readfds、writefds、exceptset：分别指向可读、可写和异常等事件对应的描述符集合。
timeout:用于设置select函数的超时时间，即告诉内核select等待多长时间之后就放弃等待。timeout == NULL 表示等待无限长的时间
timeval结构体定义如下：
struct timeval { long tv_sec; /*秒 */ long tv_usec; /*微秒 */ };返回值：超时返回0;失败返回-1；成功返回大于0的整数，这个整数表示就绪描述符的数目。
以下介绍与select函数相关的常见的几个宏：
#include <sys/select.h> int FD_ZERO(int fd, fd_set *fdset); //一个 fd_set类型变量的所有位都设为 0 int FD_CLR(int fd, fd_set *fdset); //清除某个位时可以使用 int FD_SET(int fd, fd_set *fd_set); //设置变量的某个位置位 int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset); //测试某个位是否被置位select使用范例：
当声明了一个文件描述符集后，必须用FD_ZERO将所有位置零。之后将我们所感兴趣的描述符所对应的位置位，操作如下：
fd_set rset;
int fd; FD_ZERO(&rset); FD_SET(fd, &rset); FD_SET(stdin, &rset);然后调用select函数，拥塞等待文件描述符事件的到来；如果超过设定的时间，则不再等待，继续往下执行。
select(fd+1, &rset, NULL, NULL,NULL);select返回后，用FD_ISSET测试给定位是否置位：
if(FD_ISSET(fd, &rset)
{
...
//do something }下面是一个最简单的select的使用例子：
#include <sys/select.h> #include <sys/time.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> #include <stdio.h> int main() { fd_set rd; struct timeval tv; int err; FD_ZERO(&rd); FD_SET(0,&rd); tv.tv_sec = 5; tv.tv_usec = 0; err = select(1,&rd,NULL,NULL,&tv); if(err == 0) //超时 { printf("select time out!\n"); } else if(err == -1) //失败 { printf("fail to select!\n"); } else //成功 { printf("data is available!\n"); } return 0; }我们运行该程序并且随便输入一些数据，程序就提示收到数据了。
深入理解select模型：
理解select模型的关键在于理解fd_set,为说明方便，取fd_set长度为1字节，fd_set中的每一bit可以对应一个文件描述符fd。则1字节长的fd_set最大可以对应8个fd。
（1）执行fd_set set; FD_ZERO(&set); 则set用位表示是0000,0000。
（2）若fd＝5,执行FD_SET(fd,&set);后set变为0001,0000(第5位置为1)
（3）若再加入fd＝2，fd=1,则set变为0001,0011
（4）执行select(6,&set,0,0,0)阻塞等待
（5）若fd=1,fd=2上都发生可读事件，则select返回，此时set变为0000,0011。注意：没有事件发生的fd=5被清空。
基于上面的讨论，可以轻松得出select模型的特点：
（1）可监控的文件描述符个数取决与sizeof(fd_set)的值。我这边服务器上sizeof(fd_set)＝512，每bit表示一个文件描述符，则我服务器上支持的最大文件描述符是512*8=4096。据说可调，另有说虽然可调，但调整上限受于编译内核时的变量值。
（2）将fd加入select监控集的同时，还要再使用一个数据结构array保存放到select监控集中的fd，一是用于再select返回后，array作为源数据和fd_set进行FD_ISSET判断。二是select返回后会把以前加入的但并无事件发生的fd清空，则每次开始select前都要重新从array取得fd逐一加入（FD_ZERO最先），扫描array的同时取得fd最大值maxfd，用于select的第一个参数。
（3）可见select模型必须在select前循环加fd，取maxfd，select返回后利用FD_ISSET判断是否有事件发生。
用select处理带外数据
网络程序中，select能处理的异常情况只有一种：socket上接收到带外数据。
什么是带外数据？
带外数据(out—of—band data)，有时也称为加速数据(expedited data)，
是指连接双方中的一方发生重要事情，想要迅速地通知对方。
这种通知在已经排队等待发送的任何“普通”(有时称为“带内”)数据之前发送。
带外数据设计为比普通数据有更高的优先级。
带外数据是映射到现有的连接中的，而不是在客户机和服务器间再用一个连接。
我们写的select程序经常都是用于接收普通数据的，当我们的服务器需要同时接收普通数据和带外数据，我们如何使用select进行处理二者呢？
下面给出一个小demo：
#include <stdio.h> #include <sys/time.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <string.h> #include <fcntl.h> #include <stdlib.h> int main(int argc, char* argv[]) { if(argc <= 2) { printf("usage: ip address + port numbers\n"); return -1; } const char* ip = argv[1]; int port = atoi(argv[2]); printf("ip: %s\n",ip); printf("port: %d\n",port); int ret = 0; struct sockaddr_in address; bzero(&address,sizeof(address)); address.sin_family = AF_INET; inet_pton(AF_INET,ip,&address.sin_addr); address.sin_port = htons(port); int listenfd = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0); if(listenfd < 0) { printf("Fail to create listen socket!\n"); return -1; } ret = bind(listenfd,(struct sockaddr*)&address,sizeof(address)); if(ret == -1) { printf("Fail to bind socket!\n"); return -1; } ret = listen(listenfd,5); //监听队列最大排队数设置为5 if(ret == -1) { printf("Fail to listen socket!\n"); return -1; } struct sockaddr_in client_address; //记录进行连接的客户端的地址 socklen_t client_addrlength = sizeof(client_address); int connfd = accept(listenfd,(struct sockaddr*)&client_address,&client_addrlength); if(connfd < 0) { printf("Fail to accept!\n"); close(listenfd); } char buff[1024]; //数据接收缓冲区 fd_set read_fds; //读文件操作符 fd_set exception_fds; //异常文件操作符 FD_ZERO(&read_fds); FD_ZERO(&exception_fds); while(1) { memset(buff,0,sizeof(buff)); /*每次调用select之前都要重新在read_fds和exception_fds中设置文件描述符connfd，因为事件发生以后，文件描述符集合将被内核修改*/ FD_SET(connfd,&read_fds); FD_SET(connfd,&exception_fds); ret = select(connfd+1,&read_fds,NULL,&exception_fds,NULL);