4.25 IO多路复用简介

IO多路复用使得程序能同时监听多个文件描述符，能够提高程序的性能，Linux下实现IO多路复用的系统调用主要有select、poll和epoll。
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4.26select API介绍

主旨思想：
1、首先构造一个关于文件描述符的列表，将要监听的文件描述符添加到该列表中。
2、调用一个系统函数，监听该列表中的文件描述符，直到这些文件描述符中的一个或者多个进行IO操作时，该函数才返回。
a、这个函数是阻塞的
b、函数对这些文件描述符的检测的操作是由内核完成的
3、在返回时，它会告诉进程有多少（哪些）描述符要进行IO操作。

//sizeof(fd_set)=128字节 1024比特位
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int select(int nfds,fd_set *readfds,fd_set *writefds, fd_set *exceptfds,struct timeval *timeout);-参数：-nfds:委托内核检测的最大文件描述符的值+1-readfds：要检测文件描述符的读的集合，委托内核检测哪些文件描述符的读的属性-一般检测读操作-对应的是对应发送过来的数据，因为读是被动的接收数据，检测的是读缓冲区-是一个传入传出参数-writefds：要检测的文件描述符的写的集合，委托内核检测哪些文件描述符的写的属性-委托内核检测写缓冲区是不是还可以写数据（不满就可以写）-exceptfds：检测异常的文件描述符的集合-timeout：设置的超时时间struct timeval{long tv_sec;/*seconds*/long tv_usec;/*microseconds*/};-NULL:永久阻塞，直到检测到了文件描述符有变化-tv_sec=0,tv_usec=0,不阻塞-tv_sec>0 tv_usec>0，阻塞对应的时间-返回值：- -1：失败- >0 n:检测的集合中有n个文件描述符发生了变化//将参数文件描述符fd对应的标志位设置为0
void FD_CLR(int fd,fd_set *set);//判断fd对应的标志位是0还是1，返回值：fd对应的标志位的值，0，返回0，1，返回1
int FD_ISSET(int fd,fd_set *set);//将参数文件描述符fd对应的标志位，设置为1
void FD_SET(int fd,fd_set *set); //fd_set一共有1024bit，全部初始化为0
void FD_ZERO(fd_set *set);

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4.27 select代码编写

客户端程序

#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>int main() {s// 创建socketint fd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);if(fd == -1) {perror("socket");return -1;}struct sockaddr_in seraddr;inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &seraddr.sin_addr.s_addr);seraddr.sin_family = AF_INET;seraddr.sin_port = htons(9999);// 连接服务器int ret = connect(fd, (struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr));if(ret == -1){perror("connect");return -1;}int num = 0;while(1) {char sendBuf[1024] = {0};sprintf(sendBuf, "send data %d", num++);write(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1);// 接收int len = read(fd, sendBuf, sizeof(sendBuf));if(len == -1) {perror("read");return -1;}else if(len > 0) {printf("read buf = %s\n", sendBuf);} else {printf("服务器已经断开连接...\n");break;}// sleep(1);usleep(1000);}close(fd);return 0;
}

select程序

#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/select.h>int main() {// 创建socketint lfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);struct sockaddr_in saddr;saddr.sin_port = htons(9999);saddr.sin_family = AF_INET;saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;// 绑定bind(lfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr));// 监听listen(lfd, 8);// 创建一个fd_set的集合，存放的是需要检测的文件描述符fd_set rdset, tmp;//需要内核检测的为rdset，tmp为交给内核去操作的文件描述符列表FD_ZERO(&rdset);FD_SET(lfd, &rdset);int maxfd = lfd;while(1) {tmp = rdset;// 调用select系统函数，让内核帮检测哪些文件描述符有数据int ret = select(maxfd + 1, &tmp, NULL, NULL, NULL);if(ret == -1) {perror("select");exit(-1);} else if(ret == 0) {continue;//超时时间到了也没有检测到数据，该处设置永久阻塞，不可能返回值为0} else if(ret > 0) {// 说明检测到了有文件描述符的对应的缓冲区的数据发生了改变，监听文件描述符lfdif(FD_ISSET(lfd, &tmp)) {// 表示有新的客户端连接进来了struct sockaddr_in cliaddr;int len = sizeof(cliaddr);int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len);//接受新的连接，并返回新的通讯文件描述符cfd// 将新的文件描述符加入到集合中FD_SET(cfd, &rdset);// 更新最大的文件描述符maxfd = maxfd > cfd ? maxfd : cfd;}//监听文件描述符lfd，在通讯文件描述符的前端for(int i = lfd + 1; i <= maxfd; i++) {if(FD_ISSET(i, &tmp)) {// 说明这个文件描述符对应的客户端发来了数据char buf[1024] = {0};int len = read(i, buf, sizeof(buf));if(len == -1) {perror("read");exit(-1);} else if(len == 0) {printf("client closed...\n");close(i);FD_CLR(i, &rdset);} else if(len > 0) {printf("read buf = %s\n", buf);write(i, buf, strlen(buf) + 1);}}}}}close(lfd);return 0;
}