因為select可以讓開發者同時等待多個檔案緩衝區,可減少IO等待的時間,能夠提高進程的IO效率。 select()函數是IO多路復用的函數,允許程式監視多個檔案描述符,等待所監視的一個或多個檔案描述符變成「準備好」的狀態;所謂的」準備好「狀態是指:檔案描述子不再是阻塞狀態,可以用於某類IO操作了,包括可讀,可寫,發生異常三種。
本教學操作環境:linux7.3系統、Dell G3電腦。
select是一個電腦函數,位於頭檔#include
select函數是IO多路復用的函數,它主要的功能是用來等檔案描述子中的事件是否就緒,select可以讓我們同時等待多個檔案緩衝區,減少IO等待的時間,能夠提高進程的IO效率。
select()函數允許程式監視多個檔案描述符,等待所監視的一個或多個檔案描述符變成「準備好」的狀態。所謂的」準備好「狀態是指:檔案描述子不再是阻塞狀態,可以用於某類IO操作了,包括可讀,可寫,發生異常三種
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
#等待的檔案描述子的最大值1,例如:應用程式想要去等待文件描述子3,5,8的事件,則
nfds=max(3,5,8)+1;
readfds和writefds,exceptfds的型別都是fd_set,那麼fd_set型別是什麼呢?
與readfds類似,writefds是等待寫入事件(緩衝區中是否有空間)的集合,如果不關心寫入事件,則可以傳值NULL。
如果核心等待對應的檔案描述子發生異常,則將失敗的檔案描述符設定進exceptfds中,如果不關心錯誤事件,可以傳值NULL。
設定select在核心中阻塞的時間,如果想要設定為非阻塞,則設定為NULL。如果想要讓select阻塞5秒,則會建立一個struct timeval time={5,0};
其中struct timeval的結構體類型是:
struct timeval { long tv_sec; /* seconds */ long tv_usec; /* microseconds */ };
#應用程式和#核心都需要從readfds和writefds獲取信息,其中,核心需要從readfds和writefds知道哪些檔案描述符需要等待,應用程式需要從readfds和writefds中知道哪些檔案描述符的事件就緒.
#如果我们要不断轮询等待文件描述符,则应用进程需要不断的重新设置readfds和writefds,因为每一次调用select,内核会修改readfds和writefds,所以我们需要在 应用程序 中 设置一个数组 来保存程序需要等待的文件描述符,保证调用 select 的时候readfds 和 writefds中的将如下:
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); } static bool Bind(int sockfd,short int port){ struct sockaddr_in lock; memset(&lock,'\0',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){ 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]='\0'; cout<<str<<endl; break; } } } } } void AddfdsArry(std::vector<int>& fds_arry,int fd){ 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:
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