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linux select 多路複用機制

函數作用：

系統提供select函數來實作多路複用輸入/輸出模型。select系統調用是用來讓我們的程式監視多個檔案句柄的狀态變化的。程式會停在select這裡等待，直到被監視的檔案句柄有一個或多個發生了狀态改變。關于檔案句柄，其實就是一個整數，我們最熟悉的句柄是0、1、2三個，0是标準輸入，1是标準輸出，2是标準錯誤輸出。0、1、2是整數表示的，對應的FILE *結構的表示就是stdin、stdout、stderr。

函數原型：

[cpp] 

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  1. int select(int maxfd,fd_set *rdset,fd_set *wrset, \  
  2. struct timeval *timeout);  

參數說明：

參數maxfd是需要監視的最大的檔案描述符值+1；rdset,wrset,exset分别對應于需要檢測的可讀檔案描述符的集合，可寫檔案描述符的集 合及異常檔案描述符的集合。struct timeval結構用于描述一段時間長度，如果在這個時間内，需要監視的描述符沒有事件發生則函數傳回，傳回值為0。

下面的宏提供了處理這三種描述詞組的方式:

FD_CLR(inr fd,fd_set* set)；用來清除描述詞組set中相關fd 的位

FD_ISSET(int fd,fd_set *set)；用來測試描述詞組set中相關fd 的位是否為真

FD_SET（int fd,fd_set*set）；用來設定描述詞組set中相關fd的位

FD_ZERO（fd_set *set）；用來清除描述詞組set的全部位

參數timeout為結構timeval，用來設定select()的等待時間，其結構定義如下：

[cpp] 

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  1. struct timeval  
  2. {  
  3. time_t tv_sec;//second  
  4. time_t tv_usec;//minisecond  
  5. };  

如果參數timeout設為：

NULL，則表示select（）沒有timeout，select将一直被阻塞，直到某個檔案描述符上發生了事件。

0：僅檢測描述符集合的狀态，然後立即傳回，并不等待外部事件的發生。

特定的時間值：如果在指定的時間段裡沒有事件發生，select将逾時傳回。

函數傳回值：

執行成功則傳回檔案描述詞狀态已改變的個數，如果傳回0代表在描述詞狀态改變前已超過timeout時間，沒有傳回；當有錯誤發生時則傳回-1，錯誤原因存于errno，此時參數readfds，writefds，exceptfds和timeout的值變成不可預測。錯誤值可能為：

EBADF 檔案描述詞為無效的或該檔案已關閉

EINTR 此調用被信号所中斷

EINVAL 參數n 為負值。

ENOMEM 核心記憶體不足

常見的程式片段如下：

fs_set readset；

FD_ZERO(&readset);

FD_SET(fd,&readset);

select(fd+1,&readset,NULL,NULL,NULL);

if(FD_ISSET(fd,readset){……}

了解select模型：

了解select模型的關鍵在于了解fd_set,為說明友善，取fd_set長度為1位元組，fd_set中的每一bit可以對應一個檔案描述符fd。則1位元組長的fd_set最大可以對應8個fd。

（1）執行fd_set set; FD_ZERO(&set);則set用位表示是0000,0000。

（2）若fd＝5,執行FD_SET(fd,&set);後set變為0001,0000(第5位置為1)

（3）若再加入fd＝2，fd=1,則set變為0001,0011

（4）執行select(6,&set,0,0,0)阻塞等待

（5）若fd=1,fd=2上都發生可讀事件，則select傳回，此時set變為0000,0011。注意：沒有事件發生的fd=5被清空。

　基于上面的讨論，可以輕松得出select模型的特點：

　　（1)可監控的檔案描述符個數取決與sizeof(fd_set)的值。我這邊服務 器上sizeof(fd_set)＝512，每bit表示一個檔案描述符，則我伺服器上支援的最大檔案描述符是512*8=4096。據說可調，另有說雖 然可調，但調整上限受于編譯核心時的變量值。本人對調整fd_set的大小不太感興趣，參考​​http://www.cppblog.com​​ /CppExplore/archive/2008/03/21/45061.html中的模型2（1）可以有效突破select可監控的檔案描述符上 限。

　　（2）将fd加入select監控集的同時，還要再使用一個資料結構array儲存放到select監控集中的fd，一是用于再select 傳回後，array作為源資料和fd_set進行FD_ISSET判斷。二是select傳回後會把以前加入的但并無事件發生的fd清空，則每次開始 select前都要重新從array取得fd逐一加入（FD_ZERO最先），掃描array的同時取得fd最大值maxfd，用于select的第一個 參數。

　　（3）可見select模型必須在select前循環array（加fd，取maxfd），select傳回後循環array（FD_ISSET判斷是否有時間發生）。

下面給一個僞碼說明基本select模型的伺服器模型：

[cpp] 

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  1. array[slect_len];  
  2. 　nSock=0;  
  3. 　array[nSock++]=listen_fd;(之前listen port已綁定并listen)  
  4. 　maxfd=listen_fd;  
  5. while(1){  
  6. 　　FD_ZERO(&set);  
  7. 　　foreach (fd in array)  
  8. 　　{  
  9.     　　fd大于maxfd，則maxfd=fd  
  10.     　　FD_SET(fd,&set)  
  11. 　　}  
  12. 　　res=select(maxfd+1,&set,0,0,0)；  
  13. if(FD_ISSET(listen_fd,&set))  
  14. 　　{  
  15.     　　newfd=accept(listen_fd);  
  16.     　　array[nsock++]=newfd;  
  17. if(--res<=0) continue;  
  18. 　　}  
  19. 　　foreach 下标1開始 (fd in array)  
  20. 　　{  
  21. if(FD_ISSET(fd,&tyle="COLOR: #ff0000">set))  
  22.     　　執行讀等相關操作  
  23.     　　如果錯誤或者關閉，則要删除該fd，将array中相應位置和最後一個元素互換就好，nsock減一  
  24. if(--res<=0) continue;  
  25. 　　}  
  26. 　}  

檢測鍵盤有無輸入，完整的程式如下：

[cpp] 

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  1. #include<sys/time.h>  
  2. #include<sys/types.h>  
  3. #include<unistd.h>  
  4. #include<string.h>  
  5. #include<stdlib.h>  
  6. #include<stdio.h>  
  7. int main()  
  8. {  
  9. char buf[10]="";  
  10.         fd_set rdfds;  
  11. struct timeval tv;  
  12. int ret;  
  13.         FD_ZERO(&rdfds);  
  14. //檔案描述符0表示stdin鍵盤輸入  
  15.         tv.tv_sec = 3;  
  16.         tv.tv_usec = 500;  
  17.         ret = select(1,&rdfds,NULL,NULL,&tv);  
  18. if(ret<0)  
  19. "\n selcet");  
  20. else if(ret == 0)  
  21. "\n timeout");  
  22. else  
  23. "\n ret = %d",ret);  
  24. if(FD_ISSET(1,&rdfds))  //如果有輸入，從stdin中擷取輸入字元  
  25.         {  
  26. "\n reading");  
  27.               fread(buf,9,1,stdin);  
  28.          }  
  29.          write(1,buf,strlen(buf));  
  30. "\n %d \n",strlen(buf));  
  31. return 0;  
  32. }  
  33. //執行結果ret = 1.  

利用Select模型，設計的web伺服器：

[cpp] 

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​​copy​​

  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3. #include <unistd.h>  
  4. #include <errno.h>  
  5. #include <string.h>  
  6. #include <sys/types.h>  
  7. #include <sys/socket.h>  
  8. #include <netinet/in.h>  
  9. #include <arpa/inet.h>  
  10. #define MYPORT 88960    // the port users will be connecting to  
  11. #define BACKLOG 10     // how many pending connections queue will hold  
  12. #define BUF_SIZE 200  
  13. int fd_A[BACKLOG];    // accepted connection fd  
  14. int conn_amount;    // current connection amount  
  15. void showclient()  
  16. {  
  17. int i;  
  18. "client amount: %d\n", conn_amount);  
  19. for (i = 0; i < BACKLOG; i++) {  
  20. "[%d]:%d  ", i, fd_A[i]);  
  21.     }  
  22. "\n\n");  
  23. }  
  24. int main(void)  
  25. {  
  26. int sock_fd, new_fd;  // listen on sock_fd, new connection on new_fd  
  27. struct sockaddr_in server_addr;    // server address information  
  28. struct sockaddr_in client_addr; // connector's address information  
  29.     socklen_t sin_size;  
  30. int yes = 1;  
  31. char buf[BUF_SIZE];  
  32. int ret;  
  33. int i;  
  34. if ((sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {  
  35. "socket");  
  36.         exit(1);  
  37.     }  
  38. if (setsockopt(sock_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof(int)) == -1) {  
  39. "setsockopt");  
  40.         exit(1);  
  41.     }  
  42. // host byte order  
  43. // short, network byte order  
  44. // automatically fill with my IP  
  45. '\0', sizeof(server_addr.sin_zero));  
  46. if (bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) {  
  47. "bind");  
  48.         exit(1);  
  49.     }  
  50. if (listen(sock_fd, BACKLOG) == -1) {  
  51. "listen");  
  52.         exit(1);  
  53.     }  
  54. "listen port %d\n", MYPORT);  
  55.     fd_set fdsr;  
  56. int maxsock;  
  57. struct timeval tv;  
  58.     conn_amount = 0;  
  59. sizeof(client_addr);  
  60.     maxsock = sock_fd;  
  61. while (1) {  
  62. // initialize file descriptor set  
  63.         FD_ZERO(&fdsr);  
  64.         FD_SET(sock_fd, &fdsr);  
  65. // timeout setting  
  66.         tv.tv_sec = 30;  
  67.         tv.tv_usec = 0;  
  68. // add active connection to fd set  
  69. for (i = 0; i < BACKLOG; i++) {  
  70. if (fd_A[i] != 0) {  
  71.                 FD_SET(fd_A[i], &fdsr);  
  72.             }  
  73.         }  
  74.         ret = select(maxsock + 1, &fdsr, NULL, NULL, &tv);  
  75. if (ret < 0) {  
  76. "select");  
  77. break;  
  78. else if (ret == 0) {  
  79. "timeout\n");  
  80. continue;  
  81.         }  
  82. // check every fd in the set  
  83. for (i = 0; i < conn_amount; i++) {  
  84. if (FD_ISSET(fd_A[i], &fdsr)) {  
  85. sizeof(buf), 0);  
  86. char str[] = "Good,very nice!\n";  
  87. sizeof(str) + 1, 0);  
  88. if (ret <= 0) {        // client close  
  89. "client[%d] close\n", i);  
  90.                     close(fd_A[i]);  
  91.                     FD_CLR(fd_A[i], &fdsr);  
  92.                     fd_A[i] = 0;  
  93. else {        // receive data  
  94. if (ret < BUF_SIZE)  
  95. '\0', 1);  
  96. "client[%d] send:%s\n", i, buf);  
  97.                 }  
  98.             }  
  99.         }  
  100. // check whether a new connection comes  
  101. if (FD_ISSET(sock_fd, &fdsr)) {  
  102. struct sockaddr *)&client_addr, &sin_size);  
  103. if (new_fd <= 0) {  
  104. "accept");  
  105. continue;  
  106.             }  
  107. // add to fd queue  
  108. if (conn_amount < BACKLOG) {  
  109.                 fd_A[conn_amount++] = new_fd;  
  110. "new connection client[%d] %s:%d\n", conn_amount,  
  111.                         inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));  
  112. if (new_fd > maxsock)  
  113.                     maxsock = new_fd;  
  114.             }  
  115. else {  
  116. "max connections arrive, exit\n");  
  117. "bye", 4, 0);  
  118.                 close(new_fd);  
  119. break;  
  120.             }  
  121.         }  
  122.         showclient();  
  123.     }  
  124. // close other connections  
  125. for (i = 0; i < BACKLOG; i++) {  
  126. if (fd_A[i] != 0) {  
  127.             close(fd_A[i]);  
  128.         }  
  129.     }  
  130.     exit(0);  
  131. }  

補充部分：

1 基本原理

注：select 原理圖，摘自 ​​IBM iSeries 資訊中心​​。

1 資料結構與函數原型

1.1 select

  • 函數原型

int select(

int nfds,

fd_set *readset,

fd_set *writeset,

fd_set* exceptset,

struct timeval *timeout

);

  • 頭檔案
​

​select​

 ​
  • 位于：
#include <sys/select.h>
​

​struct timeval​

 ​
  • 位于：
#include <sys/time.h>
  • 傳回值
傳回對應位仍然為1的fd的總數。
  • 參數
  • nfds：第一個參數是：最大的檔案描述符值+1；
  • readset：可讀描述符集合；
  • writeset：可寫描述符集合；
  • exceptset：異常描述符；
  • timeout：select 的監聽時長，如果這短時間内所監聽的 socket 沒有事件發生。

1.2 fd_set

1.2.1 清空描述符集合 

FD_ZERO(fd_set *)

1.2.2 向描述符集合添加指定描述符 

FD_SET(int, fd_set *)

1.2.3 從描述符集合删除指定描述符 

FD_CLR(int, fd_set *)

1.2.4 檢測指定描述符是否在描述符集合中 

FD_ISSET(int, fd_set *)

1.2.5 描述符最大數量 

#define FD_SETSIZE 1024

1.3 描述符集合

可讀描述符集合中可讀的描述符，為1，其他為0；可寫也類似。異常描述符集合中有異常等待處理的描述符的值為1，其他為0。

1.4 ioctl

  • 函數原型： 
int ioctl(int handle, int cmd,[int *argdx, int argcx]);
  • 頭檔案： 
#include <sys/ioctl.h>
  • 傳回值：
  • 0 - 成功
  • 1 - 失敗

2 示例

程式各部分的解釋在注釋中。

#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <sys/time.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

#define TRUE  1
#define FALSE 0

int main(int argc, char *argv[])
{
    int i, len, rc, on = TRUE;
    int listen_sd, new_sd = 0, max_sd;
    int desc_ready;
    char buffer[80];
    int close_conn, end_server = FALSE;
    struct sockaddr_in server_addr;
    struct timeval timeout;
    struct fd_set master_set, working_set;

    // Listen
    listen_sd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (listen_sd < 0)
    {
        perror("socket() failed");
        exit(-1);
    }

    // Set socket options
    rc = setsockopt(listen_sd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char *) &on, sizeof(on));
    if (rc < 0)
    {
        perror("setsockopt() failed");
        close(listen_sd);
        exit(-1);
    }

    // Set IO control
    rc = ioctl(listen_sd, FIONBIO, (char *) &on);
    if (rc < 0)
    {
        perror("ioctl() failed");
        close(listen_sd);
        exit(-1);
    }

    // Bind
    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    server_addr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
    rc = bind(listen_sd, (struct sockaddr *) &server_addr, sizeof(server_addr));
    if (rc < 0)
    {
        perror("bind() failed\n");
        close(listen_sd);
        exit(-1);
    }

    // Listen
    rc = listen(listen_sd, 32);
    if (rc < 0)
    {
        perror("listen() failed\n");
        close(listen_sd);
        exit(-1);
    }

    // Intialize sd set
    FD_ZERO(&master_set);
    max_sd = listen_sd;
    FD_SET(listen_sd, &master_set);

    timeout.tv_sec = 3 * 60;
    timeout.tv_usec = 0;

    // Start
    do
    {
        // Copy master_set into working_set
        memcpy(&working_set, &master_set, sizeof(master_set));

        printf("Waiting on select()...\n");
        rc = select(max_sd + 1, &working_set, NULL, NULL, &timeout);
        if (rc < 0)
        {
            perror("  select() failed\n");
            break;
        }
        if (rc == 0)
        {
            printf("  select() timed out. End program.\n");
            break;
        }

        desc_ready = rc; // number of sds ready in working_set

        // Check each sd in working_set
        for (i = 0; i <= max_sd && desc_ready > 0; ++i)
        {
            // Check to see if this sd is ready
            if (FD_ISSET(i, &working_set))
            {
                --desc_ready;

                // Check to see if this is the listening sd
                if (i == listen_sd)
                {
                    printf("  Listeing socket is readable\n");
                    do
                    {
                        // Accept
                        new_sd = accept(listen_sd, NULL, NULL);

                        // Nothing to be accepted
                        if (new_sd < 0)
                        {
                            // All have been accepted
                            if (errno != EWOULDBLOCK)
                            {
                                perror("  accept() failed\n");
                                end_server = TRUE;
                            }
                            break;
                        }

                        // Insert new_sd into master_set
                        printf("  New incoming connection - %d\n", new_sd);
                        FD_SET(new_sd, &master_set);
                        if (new_sd > max_sd)
                        {
                            max_sd = new_sd;
                        }
                    }
                    while (new_sd != -1);
                }
                // This is not the listening sd
                else
                {
                    close_conn = FALSE;
                    printf("  Descriptor %d is avaliable\n", i);
                    do
                    {
                        rc = recv(i, buffer, sizeof(buffer), 0);

                        // Receive data on sd "i", until failure occurs
                        if (rc < 0)
                        {
                            // Normal failure
                            if (errno != EWOULDBLOCK)
                            {
                                perror("  recv() failed\n");
                                close_conn = TRUE;
                            }
                            break;
                        }

                        // The connection has been closed by the client
                        if (rc == 0)
                        {
                            printf("  Connection closed\n");
                            close_conn = TRUE;
                            break;
                        }

                        /* Receiving data succeeded and echo it back
                           the to client */
                        len = rc;
                        printf("  %d bytes received\n", len);
                        rc = send(i, buffer, len, 0);
                        if (rc < 0)
                        {
                            perror("  send() failed");
                            close_conn = TRUE;
                            break;
                        }
                    }
                    while (TRUE);

                    // If unknown failure occured
                    if (close_conn)
                    {
                        // Close the sd and remove it from master_set
                        close(i);
                        FD_CLR(i, &master_set);

                        // If this is the max sd
                        if (i == max_sd)
                        {
                            // Find the max sd in master_set now
                            while (FD_ISSET(max_sd, &master_set) == FALSE)
                            {
                                --max_sd;
                            }
                        } // End of if (i == max_sd)
                    } // End of if (close_conn)
                }
            }
        }
    }
    while (end_server == FALSE);

    /* Close each sd in master_set */
    for (i = 0; i < max_sd; ++i)
    {
        if (FD_ISSET(i, &master_set))
        {
            close(i);
        }
    }

    return 0;
}

函數作用：

系統提供select函數來實作多路複用輸入/輸出模型。select系統調用是用來讓我們的程式監視多個檔案句柄的狀态變化的。程式會停在select這裡等待，直到被監視的檔案句柄有一個或多個發生了狀态改變。關于檔案句柄，其實就是一個整數，我們最熟悉的句柄是0、1、2三個，0是标準輸入，1是标準輸出，2是标準錯誤輸出。0、1、2是整數表示的，對應的FILE *結構的表示就是stdin、stdout、stderr。

函數原型：

[cpp] 

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  1. int select(int maxfd,fd_set *rdset,fd_set *wrset, \  
  2. struct timeval *timeout);  

參數說明：

參數maxfd是需要監視的最大的檔案描述符值+1；rdset,wrset,exset分别對應于需要檢測的可讀檔案描述符的集合，可寫檔案描述符的集 合及異常檔案描述符的集合。struct timeval結構用于描述一段時間長度，如果在這個時間内，需要監視的描述符沒有事件發生則函數傳回，傳回值為0。

下面的宏提供了處理這三種描述詞組的方式:

FD_CLR(inr fd,fd_set* set)；用來清除描述詞組set中相關fd 的位

FD_ISSET(int fd,fd_set *set)；用來測試描述詞組set中相關fd 的位是否為真

FD_SET（int fd,fd_set*set）；用來設定描述詞組set中相關fd的位

FD_ZERO（fd_set *set）；用來清除描述詞組set的全部位

參數timeout為結構timeval，用來設定select()的等待時間，其結構定義如下：

[cpp] 

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​​copy​​

  1. struct timeval  
  2. {  
  3. time_t tv_sec;//second  
  4. time_t tv_usec;//minisecond  
  5. };  

如果參數timeout設為：

NULL，則表示select（）沒有timeout，select将一直被阻塞，直到某個檔案描述符上發生了事件。

0：僅檢測描述符集合的狀态，然後立即傳回，并不等待外部事件的發生。

特定的時間值：如果在指定的時間段裡沒有事件發生，select将逾時傳回。

函數傳回值：

執行成功則傳回檔案描述詞狀态已改變的個數，如果傳回0代表在描述詞狀态改變前已超過timeout時間，沒有傳回；當有錯誤發生時則傳回-1，錯誤原因存于errno，此時參數readfds，writefds，exceptfds和timeout的值變成不可預測。錯誤值可能為：

EBADF 檔案描述詞為無效的或該檔案已關閉

EINTR 此調用被信号所中斷

EINVAL 參數n 為負值。

ENOMEM 核心記憶體不足

常見的程式片段如下：

fs_set readset；

FD_ZERO(&readset);

FD_SET(fd,&readset);

select(fd+1,&readset,NULL,NULL,NULL);

if(FD_ISSET(fd,readset){……}

了解select模型：

了解select模型的關鍵在于了解fd_set,為說明友善，取fd_set長度為1位元組，fd_set中的每一bit可以對應一個檔案描述符fd。則1位元組長的fd_set最大可以對應8個fd。

（1）執行fd_set set; FD_ZERO(&set);則set用位表示是0000,0000。

（2）若fd＝5,執行FD_SET(fd,&set);後set變為0001,0000(第5位置為1)

（3）若再加入fd＝2，fd=1,則set變為0001,0011

（4）執行select(6,&set,0,0,0)阻塞等待

（5）若fd=1,fd=2上都發生可讀事件，則select傳回，此時set變為0000,0011。注意：沒有事件發生的fd=5被清空。

　基于上面的讨論，可以輕松得出select模型的特點：

　　（1)可監控的檔案描述符個數取決與sizeof(fd_set)的值。我這邊服務 器上sizeof(fd_set)＝512，每bit表示一個檔案描述符，則我伺服器上支援的最大檔案描述符是512*8=4096。據說可調，另有說雖 然可調，但調整上限受于編譯核心時的變量值。本人對調整fd_set的大小不太感興趣，參考​​http://www.cppblog.com​​ /CppExplore/archive/2008/03/21/45061.html中的模型2（1）可以有效突破select可監控的檔案描述符上 限。

　　（2）将fd加入select監控集的同時，還要再使用一個資料結構array儲存放到select監控集中的fd，一是用于再select 傳回後，array作為源資料和fd_set進行FD_ISSET判斷。二是select傳回後會把以前加入的但并無事件發生的fd清空，則每次開始 select前都要重新從array取得fd逐一加入（FD_ZERO最先），掃描array的同時取得fd最大值maxfd，用于select的第一個 參數。

　　（3）可見select模型必須在select前循環array（加fd，取maxfd），select傳回後循環array（FD_ISSET判斷是否有時間發生）。

下面給一個僞碼說明基本select模型的伺服器模型：

[cpp] 

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  1. array[slect_len];  
  2. 　nSock=0;  
  3. 　array[nSock++]=listen_fd;(之前listen port已綁定并listen)  
  4. 　maxfd=listen_fd;  
  5. while(1){  
  6. 　　FD_ZERO(&set);  
  7. 　　foreach (fd in array)  
  8. 　　{  
  9.     　　fd大于maxfd，則maxfd=fd  
  10.     　　FD_SET(fd,&set)  
  11. 　　}  
  12. 　　res=select(maxfd+1,&set,0,0,0)；  
  13. if(FD_ISSET(listen_fd,&set))  
  14. 　　{  
  15.     　　newfd=accept(listen_fd);  
  16.     　　array[nsock++]=newfd;  
  17. if(--res<=0) continue;  
  18. 　　}  
  19. 　　foreach 下标1開始 (fd in array)  
  20. 　　{  
  21. if(FD_ISSET(fd,&tyle="COLOR: #ff0000">set))  
  22.     　　執行讀等相關操作  
  23.     　　如果錯誤或者關閉，則要删除該fd，将array中相應位置和最後一個元素互換就好，nsock減一  
  24. if(--res<=0) continue;  
  25. 　　}  
  26. 　}  

檢測鍵盤有無輸入，完整的程式如下：

[cpp] 

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​​copy​​

  1. #include<sys/time.h>  
  2. #include<sys/types.h>  
  3. #include<unistd.h>  
  4. #include<string.h>  
  5. #include<stdlib.h>  
  6. #include<stdio.h>  
  7. int main()  
  8. {  
  9. char buf[10]="";  
  10.         fd_set rdfds;  
  11. struct timeval tv;  
  12. int ret;  
  13.         FD_ZERO(&rdfds);  
  14. //檔案描述符0表示stdin鍵盤輸入  
  15.         tv.tv_sec = 3;  
  16.         tv.tv_usec = 500;  
  17.         ret = select(1,&rdfds,NULL,NULL,&tv);  
  18. if(ret<0)  
  19. "\n selcet");  
  20. else if(ret == 0)  
  21. "\n timeout");  
  22. else  
  23. "\n ret = %d",ret);  
  24. if(FD_ISSET(1,&rdfds))  //如果有輸入，從stdin中擷取輸入字元  
  25.         {  
  26. "\n reading");  
  27.               fread(buf,9,1,stdin);  
  28.          }  
  29.          write(1,buf,strlen(buf));  
  30. "\n %d \n",strlen(buf));  
  31. return 0;  
  32. }  
  33. //執行結果ret = 1.  

利用Select模型，設計的web伺服器：

[cpp] 

​​view plain​​

​​copy​​

  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3. #include <unistd.h>  
  4. #include <errno.h>  
  5. #include <string.h>  
  6. #include <sys/types.h>  
  7. #include <sys/socket.h>  
  8. #include <netinet/in.h>  
  9. #include <arpa/inet.h>  
  10. #define MYPORT 88960    // the port users will be connecting to  
  11. #define BACKLOG 10     // how many pending connections queue will hold  
  12. #define BUF_SIZE 200  
  13. int fd_A[BACKLOG];    // accepted connection fd  
  14. int conn_amount;    // current connection amount  
  15. void showclient()  
  16. {  
  17. int i;  
  18. "client amount: %d\n", conn_amount);  
  19. for (i = 0; i < BACKLOG; i++) {  
  20. "[%d]:%d  ", i, fd_A[i]);  
  21.     }  
  22. "\n\n");  
  23. }  
  24. int main(void)  
  25. {  
  26. int sock_fd, new_fd;  // listen on sock_fd, new connection on new_fd  
  27. struct sockaddr_in server_addr;    // server address information  
  28. struct sockaddr_in client_addr; // connector's address information  
  29.     socklen_t sin_size;  
  30. int yes = 1;  
  31. char buf[BUF_SIZE];  
  32. int ret;  
  33. int i;  
  34. if ((sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {  
  35. "socket");  
  36.         exit(1);  
  37.     }  
  38. if (setsockopt(sock_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof(int)) == -1) {  
  39. "setsockopt");  
  40.         exit(1);  
  41.     }  
  42. // host byte order  
  43. // short, network byte order  
  44. // automatically fill with my IP  
  45. '\0', sizeof(server_addr.sin_zero));  
  46. if (bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) {  
  47. "bind");  
  48.         exit(1);  
  49.     }  
  50. if (listen(sock_fd, BACKLOG) == -1) {  
  51. "listen");  
  52.         exit(1);  
  53.     }  
  54. "listen port %d\n", MYPORT);  
  55.     fd_set fdsr;  
  56. int maxsock;  
  57. struct timeval tv;  
  58.     conn_amount = 0;  
  59. sizeof(client_addr);  
  60.     maxsock = sock_fd;  
  61. while (1) {  
  62. // initialize file descriptor set  
  63.         FD_ZERO(&fdsr);  
  64.         FD_SET(sock_fd, &fdsr);  
  65. // timeout setting  
  66.         tv.tv_sec = 30;  
  67.         tv.tv_usec = 0;  
  68. // add active connection to fd set  
  69. for (i = 0; i < BACKLOG; i++) {  
  70. if (fd_A[i] != 0) {  
  71.                 FD_SET(fd_A[i], &fdsr);  
  72.             }  
  73.         }  
  74.         ret = select(maxsock + 1, &fdsr, NULL, NULL, &tv);  
  75. if (ret < 0) {  
  76. "select");  
  77. break;  
  78. else if (ret == 0) {  
  79. "timeout\n");  
  80. continue;  
  81.         }  
  82. // check every fd in the set  
  83. for (i = 0; i < conn_amount; i++) {  
  84. if (FD_ISSET(fd_A[i], &fdsr)) {  
  85. sizeof(buf), 0);  
  86. char str[] = "Good,very nice!\n";  
  87. sizeof(str) + 1, 0);  
  88. if (ret <= 0) {        // client close  
  89. "client[%d] close\n", i);  
  90.                     close(fd_A[i]);  
  91.                     FD_CLR(fd_A[i], &fdsr);  
  92.                     fd_A[i] = 0;  
  93. else {        // receive data  
  94. if (ret < BUF_SIZE)  
  95. '\0', 1);  
  96. "client[%d] send:%s\n", i, buf);  
  97.                 }  
  98.             }  
  99.         }  
  100. // check whether a new connection comes  
  101. if (FD_ISSET(sock_fd, &fdsr)) {  
  102. struct sockaddr *)&client_addr, &sin_size);  
  103. if (new_fd <= 0) {  
  104. "accept");  
  105. continue;  
  106.             }  
  107. // add to fd queue  
  108. if (conn_amount < BACKLOG) {  
  109.                 fd_A[conn_amount++] = new_fd;  
  110. "new connection client[%d] %s:%d\n", conn_amount,  
  111.                         inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));  
  112. if (new_fd > maxsock)  
  113.                     maxsock = new_fd;  
  114.             }  
  115. else {  
  116. "max connections arrive, exit\n");  
  117. "bye", 4, 0);  
  118.                 close(new_fd);  
  119. break;  
  120.             }  
  121.         }  
  122.         showclient();  
  123.     }  
  124. // close other connections  
  125. for (i = 0; i < BACKLOG; i++) {  
  126. if (fd_A[i] != 0) {  
  127.             close(fd_A[i]);  
  128.         }  
  129.     }  
  130.     exit(0);  
  131. }  

補充部分：

1 基本原理

1 資料結構與函數原型

1.1 select

  • 函數原型

int select(

int nfds,

fd_set *readset,

fd_set *writeset,

fd_set* exceptset,

struct timeval *timeout

);

  • 頭檔案
​

​select​

 ​
  • 位于：
#include <sys/select.h>
​

​struct timeval​

 ​
  • 位于：
#include <sys/time.h>
  • 傳回值
  • 參數
  • nfds：第一個參數是：最大的檔案描述符值+1；
  • readset：可讀描述符集合；
  • writeset：可寫描述符集合；
  • exceptset：異常描述符；
  • timeout：select 的監聽時長，如果這短時間内所監聽的 socket 沒有事件發生。

1.2 fd_set

1.2.1 清空描述符集合 

FD_ZERO(fd_set *)

1.2.2 向描述符集合添加指定描述符 

FD_SET(int, fd_set *)

1.2.3 從描述符集合删除指定描述符 

FD_CLR(int, fd_set *)

1.2.4 檢測指定描述符是否在描述符集合中 

FD_ISSET(int, fd_set *)

1.2.5 描述符最大數量 

#define FD_SETSIZE 1024

1.3 描述符集合

1.4 ioctl

  • 函數原型： 
int ioctl(int handle, int cmd,[int *argdx, int argcx]);
  • 頭檔案： 
#include <sys/ioctl.h>
  • 傳回值：
  • 0 - 成功
  • 1 - 失敗

2 示例 

#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <sys/time.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

#define TRUE  1
#define FALSE 0

int main(int argc, char *argv[])
{
    int i, len, rc, on = TRUE;
    int listen_sd, new_sd = 0, max_sd;
    int desc_ready;
    char buffer[80];
    int close_conn, end_server = FALSE;
    struct sockaddr_in server_addr;
    struct timeval timeout;
    struct fd_set master_set, working_set;

    // Listen
    listen_sd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (listen_sd < 0)
    {
        perror("socket() failed");
        exit(-1);
    }

    // Set socket options
    rc = setsockopt(listen_sd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char *) &on, sizeof(on));
    if (rc < 0)
    {
        perror("setsockopt() failed");
        close(listen_sd);
        exit(-1);
    }

    // Set IO control
    rc = ioctl(listen_sd, FIONBIO, (char *) &on);
    if (rc < 0)
    {
        perror("ioctl() failed");
        close(listen_sd);
        exit(-1);
    }

    // Bind
    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    server_addr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
    rc = bind(listen_sd, (struct sockaddr *) &server_addr, sizeof(server_addr));
    if (rc < 0)
    {
        perror("bind() failed\n");
        close(listen_sd);
        exit(-1);
    }

    // Listen
    rc = listen(listen_sd, 32);
    if (rc < 0)
    {
        perror("listen() failed\n");
        close(listen_sd);
        exit(-1);
    }

    // Intialize sd set
    FD_ZERO(&master_set);
    max_sd = listen_sd;
    FD_SET(listen_sd, &master_set);

    timeout.tv_sec = 3 * 60;
    timeout.tv_usec = 0;

    // Start
    do
    {
        // Copy master_set into working_set
        memcpy(&working_set, &master_set, sizeof(master_set));

        printf("Waiting on select()...\n");
        rc = select(max_sd + 1, &working_set, NULL, NULL, &timeout);
        if (rc < 0)
        {
            perror("  select() failed\n");
            break;
        }
        if (rc == 0)
        {
            printf("  select() timed out. End program.\n");
            break;
        }

        desc_ready = rc; // number of sds ready in working_set

        // Check each sd in working_set
        for (i = 0; i <= max_sd && desc_ready > 0; ++i)
        {
            // Check to see if this sd is ready
            if (FD_ISSET(i, &working_set))
            {
                --desc_ready;

                // Check to see if this is the listening sd
                if (i == listen_sd)
                {
                    printf("  Listeing socket is readable\n");
                    do
                    {
                        // Accept
                        new_sd = accept(listen_sd, NULL, NULL);

                        // Nothing to be accepted
                        if (new_sd < 0)
                        {
                            // All have been accepted
                            if (errno != EWOULDBLOCK)
                            {
                                perror("  accept() failed\n");
                                end_server = TRUE;
                            }
                            break;
                        }

                        // Insert new_sd into master_set
                        printf("  New incoming connection - %d\n", new_sd);
                        FD_SET(new_sd, &master_set);
                        if (new_sd > max_sd)
                        {
                            max_sd = new_sd;
                        }
                    }
                    while (new_sd != -1);
                }
                // This is not the listening sd
                else
                {
                    close_conn = FALSE;
                    printf("  Descriptor %d is avaliable\n", i);
                    do
                    {
                        rc = recv(i, buffer, sizeof(buffer), 0);

                        // Receive data on sd "i", until failure occurs
                        if (rc < 0)
                        {
                            // Normal failure
                            if (errno != EWOULDBLOCK)
                            {
                                perror("  recv() failed\n");
                                close_conn = TRUE;
                            }
                            break;
                        }

                        // The connection has been closed by the client
                        if (rc == 0)
                        {
                            printf("  Connection closed\n");
                            close_conn = TRUE;
                            break;
                        }

                        /* Receiving data succeeded and echo it back
                           the to client */
                        len = rc;
                        printf("  %d bytes received\n", len);
                        rc = send(i, buffer, len, 0);
                        if (rc < 0)
                        {
                            perror("  send() failed");
                            close_conn = TRUE;
                            break;
                        }
                    }
                    while (TRUE);

                    // If unknown failure occured
                    if (close_conn)
                    {
                        // Close the sd and remove it from master_set
                        close(i);
                        FD_CLR(i, &master_set);

                        // If this is the max sd
                        if (i == max_sd)
                        {
                            // Find the max sd in master_set now
                            while (FD_ISSET(max_sd, &master_set) == FALSE)
                            {
                                --max_sd;
                            }
                        } // End of if (i == max_sd)
                    } // End of if (close_conn)
                }
            }
        }
    }
    while (end_server == FALSE);

    /* Close each sd in master_set */
    for (i = 0; i < max_sd; ++i)
    {
        if (FD_ISSET(i, &master_set))
        {
            close(i);
        }
    }

    return 0;
}
#include 檔案描述符 select模型
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