转载:http://www.jb51.net/article/101057.htm
1、基本概念
IO多路复用是指内核一旦发现进程指定的一个或者多个IO条件准备读取,它就通知该进程。IO多路复用适用如下场合:
(1)当客户处理多个描述字时(一般是交互式输入和网络套接口),必须使用I/O复用。
(2)当一个客户同时处理多个套接口时,而这种情况是可能的,但很少出现。
(3)如果一个TCP服务器既要处理监听套接口,又要处理已连接套接口,一般也要用到I/O复用。
(4)如果一个服务器即要处理TCP,又要处理UDP,一般要使用I/O复用。
(5)如果一个服务器要处理多个服务或多个协议,一般要使用I/O复用。
与多进程和多线程技术相比,I/O多路复用技术的最大优势是系统开销小,系统不必创建进程/线程,也不必维护这些进程/线程,从而大大减小了系统的开销。
2、select函数
该函数准许进程指示内核等待多个事件中的任何一个发送,并只在有一个或多个事件发生或经历一段指定的时间后才唤醒。函数原型如下:
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
int select(int maxfdp1,fd_set *readset,fd_set *writeset,fd_set *exceptset,const struct timeval *timeout)
返回值:就绪描述符的数目,超时返回0,出错返回-1
函数参数介绍如下:
(1)第一个参数maxfdp1指定待测试的描述字个数,它的值是待测试的最大描述字加1(因此把该参数命名为maxfdp1),描述字0、1、2...maxfdp1-1均将被测试。
因为文件描述符是从0开始的。
(2)中间的三个参数readset、writeset和exceptset指定我们要让内核测试读、写和异常条件的描述字。如果对某一个的条件不感兴趣,就可以把它设为空指针。struct fd_set可以理解为一个集合,这个集合中存放的是文件描述符,可通过以下四个宏进行设置:
void FD_ZERO(fd_set *fdset); //清空集合
void FD_SET(int fd, fd_set *fdset); //将一个给定的文件描述符加入集合之中
void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset); //将一个给定的文件描述符从集合中删除
int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset); // 检查集合中指定的文件描述符是否可以读写
(3)timeout告知内核等待所指定描述字中的任何一个就绪可花多少时间。其timeval结构用于指定这段时间的秒数和微秒数。
1 2 3 4 5 6 7 | struct timeval{ long tv_sec; //seconds long tv_usec; //microseconds }; |
这个参数有三种可能:
(1)永远等待下去:仅在有一个描述字准备好I/O时才返回。为此,把该参数设置为空指针NULL。
(2)等待一段固定时间:在有一个描述字准备好I/O时返回,但是不超过由该参数所指向的timeval结构中指定的秒数和微秒数。
(3)根本不等待:检查描述字后立即返回,这称为轮询。为此,该参数必须指向一个timeval结构,而且其中的定时器值必须为0。
原理图:
3、测试程序
写一个TCP回射程序,程序的功能是:客户端向服务器发送信息,服务器接收并原样发送给客户端,客户端显示出接收到的信息。
服务端程序如下:
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clifd : s_srv_ctx->maxfd); } /*开始轮询接收处理服务端和客户端套接字*/ retval = select(s_srv_ctx->maxfd + 1, readfds, NULL, NULL, &tv); if (retval == -1) { fprintf(stderr, "select error:%s.\n", strerror(errno)); return; } if (retval == 0) { fprintf(stdout, "select is timeout.\n"); continue; } if (FD_ISSET(srvfd, readfds)) { /*监听客户端请求*/ accept_client_proc(srvfd); } else { /*接受处理客户端消息*/ recv_client_msg(readfds); } } } static void server_uninit() { if (s_srv_ctx) { free(s_srv_ctx); s_srv_ctx = NULL; } } static int server_init() { s_srv_ctx = (server_context_st *)malloc(sizeof(server_context_st)); if (s_srv_ctx == NULL) { return -1; } memset(s_srv_ctx, 0, sizeof(server_context_st)); int i = 0; for (;i < SIZE ; i++) { s_srv_ctx->clifds[i] = -1; } return 0; } int main(int argc,char *argv[]) { int srvfd; /*初始化服务端context*/ if (server_init() < 0) { return -1; } /*创建服务,开始监听客户端请求*/ srvfd = create_server_proc(IPADDR, PORT); if (srvfd < 0) { fprintf(stderr, "socket create or bind fail.\n"); goto err; } /*开始接收并处理客户端请求*/ handle_client_proc(srvfd); server_uninit(); return 0; err: server_uninit(); return -1; } |
客户端程序如下:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 | #include < netinet /in.h> #include < sys /socket.h> #include < stdio.h > #include < string.h > #include < stdlib.h > #include < sys /select.h> #include < time.h > #include < unistd.h > #include < sys /types.h> #include < errno.h > #define MAXLINE 1024 #define IPADDRESS "127.0.0.1" #define SERV_PORT 8787 #define max(a,b) (a > b) ? a : b static void handle_recv_msg(int sockfd, char *buf) { printf("client recv msg is:%s\n", buf); sleep(5); write(sockfd, buf, strlen(buf) +1); } static void handle_connection(int sockfd) { char sendline[MAXLINE],recvline[MAXLINE]; int maxfdp,stdineof; fd_set readfds; int n; struct timeval tv; int retval = 0; while (1) { FD_ZERO(&readfds); FD_SET(sockfd,&readfds); maxfdp = sockfd; tv.tv_sec = 5; tv.tv_usec = 0; retval = select(maxfdp+1,&readfds,NULL,NULL,&tv); if (retval == -1) { return ; } if (retval == 0) { printf("client timeout.\n"); continue; } if (FD_ISSET(sockfd, &readfds)) { n = read(sockfd,recvline,MAXLINE); if (n <= 0) { fprintf(stderr,"client: server is closed.\n"); close(sockfd); FD_CLR(sockfd,&readfds); return; } handle_recv_msg(sockfd, recvline); } } } int main(int argc,char *argv[]) { int sockfd; struct sockaddr_in servaddr; sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); bzero(&servaddr,sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); inet_pton(AF_INET,IPADDRESS,&servaddr.sin_addr); int retval = 0; retval = connect(sockfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr)); if (retval < 0) { fprintf(stderr, "connect fail,error:%s\n", strerror(errno)); return -1; } printf("client send to server .\n"); write(sockfd, "hello server", 32); handle_connection(sockfd); return 0; } |
4、程序结果
启动服务程序,执行三个个客户程序进行测试,结果如下图所示:
以上就是小编为大家带来的IO多路复用之select全面总结(必看篇)全部内容了,希望大家多多支持脚本之家~