linux為什么要用select

因?yàn)?a href="http://www.babyishan.com/tag/select">select可以使開(kāi)發(fā)者在同時(shí)等待多個(gè)文件緩沖區(qū)，可減少I(mǎi)O等待的時(shí)間，能夠提高進(jìn)程的IO效率。select()函數(shù)是IO多路復(fù)用的函數(shù)，允許程序監(jiān)視多個(gè)文件描述符，等待所監(jiān)視的一個(gè)或者多個(gè)文件描述符變?yōu)椤皽?zhǔn)備好”的狀態(tài)；所謂的”準(zhǔn)備好“狀態(tài)是指：文件描述符不再是阻塞狀態(tài)，可以用于某類(lèi)IO操作了，包括可讀，可寫(xiě)，發(fā)生異常三種。

本教程操作環(huán)境：linux7.3系統(tǒng)、Dell G3電腦。

select是一個(gè)計(jì)算機(jī)函數(shù)，位于頭文件#include 。該函數(shù)用于監(jiān)視文件描述符的變化情況——讀寫(xiě)或是異常。

1. select函數(shù)介紹

select函數(shù)是IO多路復(fù)用的函數(shù)，它主要的功能是用來(lái)等文件描述符中的事件是否就緒，select可以使我們?cè)谕瑫r(shí)等待多個(gè)文件緩沖區(qū) ，減少I(mǎi)O等待的時(shí)間，能夠提高進(jìn)程的IO效率。

select()函數(shù)允許程序監(jiān)視多個(gè)文件描述符，等待所監(jiān)視的一個(gè)或者多個(gè)文件描述符變?yōu)椤皽?zhǔn)備好”的狀態(tài)。所謂的”準(zhǔn)備好“狀態(tài)是指：文件描述符不再是阻塞狀態(tài)，可以用于某類(lèi)IO操作了，包括可讀，可寫(xiě)，發(fā)生異常三種

2. select函數(shù)參數(shù)的介紹

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

ndfs

等待的文件描述符的最大值+1，例如：應(yīng)用進(jìn)程想要去等待文件描述符3,5,8的事件，則

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

fd_set類(lèi)型

readfds和writefds，exceptfds的類(lèi)型都是fd_set,那么fd_set類(lèi)型是什么呢？

• fd_set類(lèi)型本質(zhì)是一個(gè)位圖，位圖的位置 表示 相對(duì)應(yīng)的文件描述符，內(nèi)容表示該文件描述符是否有效，1代表該位置的文件描述符有效，0則表示該位置的文件描述符無(wú)效。
• 如果將文件描述符2，3設(shè)置位圖當(dāng)中，則位圖表示的是為1100。
• fd_set的上限是1024個(gè)文件描述符。

readfds

• readfds是 等待讀事件的文件描述符集合，.如果不關(guān)心讀事件（緩沖區(qū)有數(shù)據(jù))，則可以傳NULL值。
• 應(yīng)用進(jìn)程和內(nèi)核都可以設(shè)置readfds，應(yīng)用進(jìn)程設(shè)置readfds是為了通知內(nèi)核去等待readfds中的文件描述符的讀事件.而 內(nèi)核設(shè)置readfds是為了告訴應(yīng)用進(jìn)程哪些讀事件生效

writefds

與readfds類(lèi)似，writefds是等待寫(xiě)事件(緩沖區(qū)中是否有空間)的集合，如果不關(guān)心寫(xiě)事件，則可以傳值NULL。

exceptfds

如果內(nèi)核等待相應(yīng)的文件描述符發(fā)生異常，則將失敗的文件描述符設(shè)置進(jìn)exceptfds中，如果不關(guān)心錯(cuò)誤事件，可以傳值NULL。

timeout

設(shè)置select在內(nèi)核中阻塞的時(shí)間，如果想要設(shè)置為非阻塞，則設(shè)置為NULL。如果想讓select阻塞5秒，則將創(chuàng)建一個(gè)struct timeval time={5,0};

其中struct timeval的結(jié)構(gòu)體類(lèi)型是：

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

返回值

• 如果沒(méi)有文件描述符就緒就返回0；
• 如果調(diào)用失敗返回-1；
• 如果timeout中中readfds中有事件發(fā)生，則返回timeout剩下的時(shí)間。

3.select的工作流程

應(yīng)用進(jìn)程和內(nèi)核都需要從readfds和writefds獲取信息，其中，內(nèi)核需要從readfds和writefds知道哪些文件描述符需要等待，應(yīng)用進(jìn)程需要從readfds和writefds中知道哪些文件描述符的事件就緒.

如果我們要不斷輪詢(xún)等待文件描述符，則應(yīng)用進(jìn)程需要不斷的重新設(shè)置readfds和writefds，因?yàn)槊恳淮握{(diào)用select，內(nèi)核會(huì)修改readfds和writefds，所以我們需要在 應(yīng)用程序 中 設(shè)置一個(gè)數(shù)組 來(lái)保存程序需要等待的文件描述符，保證調(diào)用 select 的時(shí)候readfds 和 writefds中的將如下：

4.Select服務(wù)器

?如果是一個(gè)select服務(wù)器進(jìn)程，則服務(wù)器進(jìn)程會(huì)不斷的接收有新鏈接，每個(gè)鏈接對(duì)應(yīng)一個(gè)文件描述符，如果想要我們的服務(wù)器能夠同時(shí)等待多個(gè)鏈接的數(shù)據(jù)的到來(lái)，我們監(jiān)聽(tīng)套接字listen_sock讀取新鏈接的時(shí)候，我們需要將新鏈接的文件描述符保存到read_arrys數(shù)組中，下次輪詢(xún)檢測(cè)的就會(huì)將新鏈接的文件描述符設(shè)置進(jìn)readfds中，如果有鏈接關(guān)閉，則將相對(duì)應(yīng)的文件描述符從read_arrys數(shù)組中拿走。

一張圖看懂select服務(wù)器：

簡(jiǎn)易版的select服務(wù)器：

server.hpp文件:

#pragma?once?? ??#include<iostream> ??#include<sys> ??#include<sys>???? ??#include<netinet>? ??#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&gt;0)???? ????????return?sock;???? ????????if(sock<p>?select_server.hpp文件</p> <pre class="brush:js;toolbar:false;">#pragma?once ??#include<vector> ??#include"server.hpp" ??#include<unistd.h> ??#include<time.h> ?? ??namespace?Select{ ????class?select_server{ ??????private: ????????int?listen_sock;//監(jiān)聽(tīng)套接字???? ????????int?port;???? ?????????? ??????public:???? ????????select_server(int?_port):port(_port){}???? ?????? ????????//初始化select_server服務(wù)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保存讀事件的文件描述符???? ??????????readfds_arry[0]=listen_sock;//將監(jiān)聽(tīng)套接字保存進(jìn)readfds_arry數(shù)組中???? ??????????fd_set?readfds;???? ??????????while(1){???? ??????????FD_ZERO(&amp;readfds);???? ??????????int?nfds=0;???? ??????????//將read_arry數(shù)組中的文件描述符設(shè)置進(jìn)程readfds_arry位圖中???? ??????????for(int?i=0;i&amp;?readfds_arry,fd_set?readfds){ ????????for(int?i=0;i<readfds_arry.size>&amp;?fds_arry,int?fd){ ???????for(int?i=0;i<fds_arry.size><p>?select_server.cc文件</p> <pre class="brush:js;toolbar:false;">#include"select_server.hpp"  int?main(int?argv,char*?argc[]){ ??if(argv!=2){ ????coutInitServer(); ??sl-&gt;Run(); }

測(cè)試：

5.Select的缺陷

• 由于fd_set的上限是1024，所以select能等待的讀事件的文件描述符和寫(xiě)事件的文件描述是有上限的，如果作為一個(gè)大型服務(wù)器，能夠同時(shí)鏈接的客戶(hù)端是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
• 每次應(yīng)用進(jìn)程調(diào)用一次select之前，都需要重新設(shè)定writefds和readfds，如果進(jìn)行輪詢(xún)調(diào)用select，這對(duì)影響cpu效率。
• 內(nèi)核每一次等待文件描述符 都會(huì)重新掃描所有readfds或者writefds中的所有文件描述符，如果有較多的文件描述符，則會(huì)影響效率。

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以上就是