Linux에서 select를 사용하는 이유는 무엇입니까?

선택 기능을 사용하면 개발자가 동시에 여러 파일 버퍼를 기다릴 수 있으므로 IO 대기 시간이 줄어들고 프로세스의 IO 효율성이 향상됩니다. select() 함수는 프로그램이 여러 파일 설명자를 모니터링하고 하나 이상의 모니터링된 파일 설명자가 소위 "준비" 상태가 될 때까지 기다릴 수 있도록 하는 IO 다중화 기능입니다. 설명자는 더 이상 차단되지 않으며 읽기, 쓰기 가능 및 예외를 포함한 특정 유형의 IO 작업에 사용될 수 있습니다.

#include헤더 파일에는 컴퓨터에서 호출할 수 있는 select 함수가 포함되어 있습니다. 이 함수는 파일 설명자 변경(읽기, 쓰기 또는 예외)을 모니터링하는 데 사용됩니다.

1. 선택 기능 소개

선택 기능은 IO 다중화 기능으로, 파일 설명자에서 이벤트가 준비될 때까지 기다리는 것입니다. 시간 영역, IO 대기 시간을 줄이고 프로세스의 IO 효율성을 향상시킵니다.

select() 함수를 사용하면 프로그램이 여러 파일 설명자를 모니터링하고 모니터링되는 파일 설명자 중 하나 이상이 "준비"될 때까지 기다릴 수 있습니다. 소위 "준비" 상태는 파일 설명자가 더 이상 차단 상태가 아니며 읽기, 쓰기 가능 및 예외 발생을 포함한 특정 유형의 IO 작업에 사용될 수 있음을 의미합니다

2.

       int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
                  fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

ndfs

+1을 기다리는 파일 설명자의 최대 값입니다. 예를 들어 애플리케이션 프로세스가 파일 설명자 3, 5, 8의 이벤트를 기다리려는 경우

nfds=max(3,5,8)+1;

fd_set 유형

readfds writefds, Exceptfds 유형은 모두 fd_set인데 fd_set 유형은 무엇인가요?

• fd_set 유형은 기본적으로 비트맵입니다. 비트맵의 위치는 해당 파일 설명자를 나타내며, 내용은 파일 설명자가 유효한지 여부를 나타내며, 1은 해당 위치의 파일 설명자가 유효함을 나타냅니다. 해당 위치를 나타냅니다. 파일 설명자가 잘못되었습니다.

• 비트맵에 파일 설명자 2와 3이 설정되어 있으면 비트맵은 1100을 나타냅니다.

• fd_set의 상한은 1024개의 파일 설명자입니다.

readfds

• readfds는 읽기 이벤트를 기다리는 파일 설명자 모음입니다. (버퍼에 데이터가 있음) NULL 값을 전달할 수 있습니다.

• 애플리케이션 프로세스와 커널 모두 readfds를 설정할 수 있습니다. 애플리케이션 프로세스는 readfds에 있는 파일 설명자의 읽기 이벤트를 기다리도록 커널에 알리도록 readfds를 설정합니다. 이벤트가 적용됩니다

writefds

readfds와 유사하게 writefds는 쓰기 이벤트를 기다리는 컬렉션입니다(버퍼에 공간이 있는지 여부에 관계 없음). NULL 값을 전달할 수 있습니다.

excessfds

커널이 해당 파일 설명자가 예외를 수신할 때까지 기다리는 경우, 실패한 파일 설명자를 Exceptfds

로 설정하세요. 오류 이벤트에 관심이 없다면 NULL 값을 전달할 수 있습니다. .

timeout

커널에서 시간 선택 블록을 설정합니다. 비차단으로 설정하려면 NULL로 설정하세요. 5초 동안 차단하도록 선택하려면

struct timeval time={5,0};

을 생성합니다. 여기서 struct timeval의 구조 유형은

           struct timeval {
               long    tv_sec;         /* seconds */
               long    tv_usec;        /* microseconds */
           };

반환 값

입니다. 파일 설명이 없습니다. 기호가 준비되면 0을 반환합니다.

• 호출이 실패하면 -1을 반환합니다.

• 시간 초과 시 readfds에서 이벤트가 발생하면 남은 시간 초과 시간을 반환합니다.

• 3.select의 작업 흐름

응용 프로그램 프로세스와 kernel

모두 readfds 및 writefds에서 정보를 얻어야 합니다. 그중 커널은 readfds 및 writefds에서 어떤 파일 설명자가 기다려야 하는지 알아야 합니다. , 그리고 애플리케이션 프로세스는 readfds 및 writefds에서 어떤 파일 디스크립터 이벤트가 준비되어 있는지 알아야 합니다.

파일 디스크립터를 지속적으로 폴링하고 기다리려면 애플리케이션 프로세스가 readfds 및 writefds를 지속적으로 재설정해야 합니다. 호출되면 커널은 readfds 및 writefds를 수정하므로 프로그램이 기다려야 하는 파일 설명자를 저장하려면

application

에서 배열 을 설정해야 합니다.

select가 호출될 때 해당 값이 readfds 및 writefds는 다음과 같습니다:

4.Select服务器

如果是一个select服务器进程，则服务器进程会不断的接收有新链接，每个链接对应一个文件描述符，如果想要我们的服务器能够同时等待多个链接的数据的到来，我们监听套接字listen_sock读取新链接的时候，我们需要将新链接的文件描述符保存到read_arrys数组中，下次轮询检测的就会将新链接的文件描述符设置进readfds中，如果有链接关闭，则将相对应的文件描述符从read_arrys数组中拿走。

一张图看懂select服务器：

简易版的select服务器：

server.hpp文件:

#pragma once                                                                                                           
  #include<iostream>    
  #include<sys/socket.h>    
  #include<sys/types.h>    
  #include<netinet/in.h>    
  #include<string.h>    
  using std::cout;    
  using std::endl;    
  #define BACKLOG 5    
      
  namespace sjp{    
    class server{    
      public:    
      static int Socket(){    
        int sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);    
        if(sock>0)    
        return sock;    
        if(sock<0)    
          exit(-1);    
W>    }    
      
      static bool Bind(int sockfd,short int port){    
        struct sockaddr_in lock;    
        memset(&lock,&#39;\0&#39;,sizeof(lock));    
        lock.sin_family=AF_INET;    
        lock.sin_port=htons(port);    
        lock.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;    
        if(bind(sockfd,(struct sockaddr*)&lock,(socklen_t)sizeof(lock))<0){    
                  exit(-2);    
        }    
        return true;    
      }    

     static bool Listen(int sockfd){
        if(listen(sockfd,BACKLOG)<0){
          exit(-3);
        }
        return true;
      }
    };
  }

select_server.hpp文件

#pragma once                                                                                                           
  #include<vector>
  #include"server.hpp"
  #include<unistd.h>
  #include<time.h>
  
  namespace Select{
    class select_server{
      private:
        int listen_sock;//监听套接字    
        int port;    
          
      public:    
        select_server(int _port):port(_port){}    
      
        //初始化select_server服务器    
        void InitServer(){    
          listen_sock=sjp::server::Socket();    
          sjp::server::Bind(listen_sock,port);    
          sjp::server::Listen(listen_sock);    
        }    
      
      
        void Run(){    
          std::vector<int> readfds_arry(1024,-1);//readfds_arry保存读事件的文件描述符    
          readfds_arry[0]=listen_sock;//将监听套接字保存进readfds_arry数组中    
          fd_set readfds;    
          while(1){    
          FD_ZERO(&readfds);    
          int nfds=0;    
          //将read_arry数组中的文件描述符设置进程readfds_arry位图中    
          for(int i=0;i<1024;i++)    
          {    
            if(readfds_arry[i]!=-1){    
            FD_SET(readfds_arry[i],&readfds);    
           if(nfds<readfds_arry[i]){
              nfds=readfds_arry[i];
            }
            }
          }
  
          //调用select对readfds中的文件描述符进行等待数据
          switch(select(nfds+1,&readfds,NULL,NULL,NULL)){
            case 0:
              //没有一个文件描述符的读事件就绪
              cout<<"select timeout"<<endl;
              break;
            case -1:
              //select失败
              cout<<"select error"<<endl;
            default:
              {
              //有读事件发生
                Soluation(readfds_arry,readfds);
                break;
              }
          }           
          }
        }
                                                                                                                         
        void Soluation(std::vector<int>& readfds_arry,fd_set readfds){
W>        for(int i=0;i<readfds_arry.size();i++){
            if(FD_ISSET(readfds_arry[i],&readfds))
            {
              if(readfds_arry[i]==listen_sock){
                //有新链接到来
                struct sockaddr peer;
                socklen_t len;                                                                                           
                int newfd=accept(listen_sock,&peer,&len);
                cout<<newfd<<endl;
                //将新链接设置进readfds_arry数组中
                AddfdsArry(readfds_arry,newfd);
              }
              else{
                //其他事件就绪
                char str[1024];
                int sz=recv(readfds_arry[i],&str,sizeof(str),MSG_DONTWAIT);
                switch(sz){
                  case -1:
                    //读取失败
                    cout<<readfds_arry[i]<<": recv error"<<endl;
                    break;
                  case 0:
                    //对端关闭
                    readfds_arry[i]=-1;
                    cout<<"peer close"<<endl;
                    break;
                  default:
                    str[sz]=&#39;\0&#39;;
                    cout<<str<<endl;
                    break;
                }
              }
            }
          }
        }

        void AddfdsArry(std::vector<int>& fds_arry,int fd){
W>        for(int i=0;i<fds_arry.size();i++){
            if(fds_arry[i]==-1){
              fds_arry[i]=fd;
              break;
            }
          }
        }
    };
  }

select_server.cc文件

#include"select_server.hpp"    
    
int main(int argv,char* argc[]){    
  if(argv!=2){    
    cout<<"./selectserver port"<<endl;    
    exit(-4);    
  }    
                                                                                                                         
  int port=atoi(argc[1]);//端口号
  Select::select_server* sl=new Select::select_server(port);    
  sl->InitServer();                                             
  sl->Run();                                                                                                   
}

测试：

5.Select的缺陷

• 由于fd_set的上限是1024，所以select能等待的读事件的文件描述符和写事件的文件描述是有上限的，如果作为一个大型服务器，能够同时链接的客户端是远远不够的。

• 每次应用进程调用一次select之前，都需要重新设定writefds和readfds，如果进行轮询调用select，这对影响cpu效率。

• 内核每一次等待文件描述符 都会重新扫描所有readfds或者writefds中的所有文件描述符，如果有较多的文件描述符，则会影响效率。

위 내용은 Linux에서 select를 사용하는 이유는 무엇입니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!