select参数解释

extern int select (int __nfds, fd_set *__restrict __readfds,fd_set *__restrict __writefds,fd_set *__restrict __exceptfds,struct timeval *__restrict __timeout);

__nfds:一般设置为所有需要使用select函数检测时间的fd中的最大值+1
__readfds：需要监听可读事件的fd集合
__writefds：需要监听可写事件的fd集合
__exceptfds：需要监听可写事件的fd集合
__timeout：超时时间，在这个设定的时间内检测这些fd事件，超过这个超时时间，select将立即返回
fd_set这个结构体信息如下：

/* fd_set for select and pselect.  */
typedef struct{/* XPG4.2 requires this member name.  Otherwise avoid the namefrom the global namespace.  */
#ifdef __USE_XOPEN__fd_mask fds_bits[__FD_SETSIZE / __NFDBITS];
# define __FDS_BITS(set) ((set)->fds_bits)
#else__fd_mask __fds_bits[__FD_SETSIZE / __NFDBITS];
# define __FDS_BITS(set) ((set)->__fds_bits)
#endif} fd_set;

可以简化看做：

typedef struct {long int __fds_bits[16];	
} fd_set;

long int 占8字节，也就是8 * 8 = 64个bit，所以__fds_bits数组总共就占64 * 16 = 1024个fd状态。每个bit位0表示无事件，1表示有事件。

select使用规范

1、select在调用前后可能会修改readfds、writefds、exceptfds中的内容，所以如果在下次调用时复用这些fd_set，则要在下次调用前使用FD_ZERO将fd_set清空，然后调用FD_SET将要检测的fd添加到fd_set中
2、linux系统下select函数也会修改timeval结构体的值，所以想要复用也必须给其重新设置值
3、select函数的timeval结构体中的tv_sec和tv_usec如果都被设置为0，代表着检测事件的总时间被设置为0，行为就变成了select检测相关集合中的fd，如果没有需要的事件，则立即返回
4、如果select函数的timeval参数设置为NULL，则select会一直阻塞下去，直到我们需要的事件被触发
5、Linux下，select函数第一个参数必须设置为需要检测事件fd中最大值+1，所以每次产生一个新fd都需要和maxfd作比较

select使用缺点

1、select函数需要将fd集合从用户态拷贝到内核态，在fd较多时开销较大。并且每次检测时也是在内核中遍历这个fd_set。
2、单个进程能够监视的文件描述符数量上存在最大限制，linux上我们算过了，只有1024个
3、select函数每次调用之前都要对传入的参数重新设定，比较麻烦
4、在linux上select函数的实现原理是底层的poll函数，所以select和poll本质上没有区别

基本流程

在这里插入图片描述

实例代码

#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <sys/time.h>
#include <vector>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
using namespace std;
int main() {// 创建一个监听socketint listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (listenfd == -1) {cout << "create listen error" << endl;return -1;}// 初始化服务器地址struct sockaddr_in bindaddr;bindaddr.sin_family = AF_INET;bindaddr.sin_addr.s_add当断开各个客户端时，服务端的select函数对各个客户端fd进行检测时，仍然会触发可读事件r = htonl(INADDR_ANY);bindaddr.sin_port = htons(3000);if (bind(listenfd, (struct sockaddr *)& bindaddr, sizeof(bindaddr)) == -1) {cout << "bind listen socket error" << endl;close(listenfd);return -1;}// 启动监听if (listen(listenfd,SOMAXCONN) == -1) {cout << "listen error" << endl;close(listenfd);return -1;}// 存储客户端socket的数组vector<int> clientfds;int maxfd;while (true) {fd_set readset;// 对标志位清零FD_ZERO(&readset);// 将监听的socket加入到待检测的可读事件中// 第listenfd位被置为1FD_SET(listenfd, &readset);maxfd = listenfd;// 将客户端socket加入到待检测的可读事件中for (int i = 0; i < clientfds.size(); i++) {if (clientfds[i] != -1) {FD_SET(clientfds[i], &readset);maxfd = max(maxfd, clientfds[i]);}}// 设置超时时间为1stimeval time;time.tv_sec = 1;time.tv_usec = 0;// 暂且只检测可读事件，不检测可写和异常事件int ret = select(maxfd + 1, &readset, NULL, NULL, &time);if (ret == -1) {// 出错if (errno != EINTR)break;} else if (ret == 0) {// select函数超时continue;} else {// 检测到某个socket有事件// 是否是监听socket的可读事件if (FD_ISSET(listenfd, &readset)) {// 如果是监听socket的可读事件，表示现在有新的连接到来struct sockaddr_in clientaddr;socklen_t clientaddrlen = sizeof(clientaddr);// 接受客户端连接int clientfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)& clientaddr, &clientaddrlen);if (clientfd == -1) {cout << "client socket error" << endl;break;} else {cout << "accept a client connection , fd:" << clientfd << endl;clientfds.push_back(clientfd);}} else {// 从client socket上接受数据// 假设对端发送过来的数据长度不超过63个字符char recvbuf[64];for (int i = 0; i < clientfds.size(); i++) {if (clientfds[i] != -1 && FD_ISSET(clientfds[i], &readset)) {memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));// 接受数据int length = recv(clientfds[i], recvbuf, 64, 0);if (length <= 0) {cout << "recv data error, clientfd:" << clientfds[i] << endl;close(clientfds[i]);// 不直接删除该元素而是将位置元素标记clientfds[i] = -1;continue;} else {cout << "clientfd:" << clientfds[i] << "recv data: " << recvbuf << endl;}}}}}}// 处理之后，关闭所有客户端for (int i = 0; i < clientfds.size(); i++) {if (clientfds[i] != -1)close(clientfds[i]);}// 关闭监听close(listenfd);return 0;
}

通信效果演示

这里不需要写客户端程序，直接用nc命令模拟，指定一下服务端的ip地址和端口号就可以通信了，127.0.0.1就是系统的回环地址，直接是用于本机内的socket的通信。这里我们开了两个客户端，分别发送hello和hello world。
由于nc命令发送的数据是按换行符区分的，所以数据包最后一个都是以\n结束。
当断开各个客户端时，服务端的select函数对各个客户端fd进行检测时，仍然会触发可读事件。
不过此时对这些fd进行调用recv函数的话会返回0，表示对端关闭了连接。然后服务端这边将fd进行置-1，然后关闭连接即可。
在这里插入图片描述