O Multiplexing

Linux Socket 编程中I/O Multiplexing 主要通过三个函数来实现：select, poll,epoll来实现。I/O Multiplexing，先构造一张有关描述符的列表，然后调用一个函数，直到这些描述符中的一个已准备好进行I/O时，该函数才返回。在返回时，它告诉进程哪些描述符已准备好可以进行I/O。本文具体介绍一下select 和poll的用法，给出简单的demo代码，简要分析一下这两个函数的使用易出错的地方。#include<sys/select.h>int select（int maxfdp1, fd_set *restrict readfds, fd_set *restrict writefds,fd_set *restrict exceptfds, struct timeval* restrict tvptr）;//Returns: count of ready descriptors, 0 on timeout, -1 on error 中间三个参数readfds、writefds和exceptfds是指向描述符集的指针。这三个描述符集说明了我们关心的可读、可写或出于异常条件的各个描述符，设置为NULL则表示不关心。每个描述符集存放在一个fd_set数据类型中。这种数据类型为每一可能的描述符保持一位。描述符集的函数接口（可能实现为宏）包括：调用FD_ZERO将一个指定的fd_set变量的所有位设置为0；调用FD_SET设置一个fd_set变量的指定位；调用FD_CLR将一指定位清楚；调用FD_ISSET测试一指定位是否设置。 #include <sys/select.h>int FD_ISSET（int fd, fd_set *fdset）; //Returns: nonzero if fd is in set, 0 otherwisevoid FD_CLR（int fd, fd_set *fdset）;void FD_SET（int fd, fd_set *fdset）;void FD_ZERO（fd_set *fdset）; 文件描述符集fdset中的文件描述符的个数是有限制的，最大值由FD_SETSIZE指定，一般为1024. Select 最后一个参数用于设置超时值，当select监听达到超时值时还未有关心的事件发生则返回，函数返回值为0. struct timeval{ long tv_sec;//second long tv_usec;//minisecond} 超时参数如果设置为 NULL 则无限等待。下面来是一个简单的select Echo server： // simpleEcho.cpp
#include <stdio.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <unistd.h>#include <arpa/inet.h>#include <sys/types.h>#include <vector>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <fcntl.h>#define SEVER_PORT 1314#define MAX_LINE_LEN 1024using namespace std;int main（）{struct sockaddr_in cli_addr, server_addr;socklen_t sock_len;vector<int> client（FD_SETSIZE,-1）;fd_set rset,allset;int listenfd, connfd, sockfd, maxfd, nready, ix,maxid, nrcv,one;char addr_str[INET_ADDRSTRLEN],buf[MAX_LINE_LEN];bzero（&server_addr,sizeof server_addr）;server_addr.sin_family = AF_INET;server_addr.sin_addr.s_addr = htonl（INADDR_ANY）;server_addr.sin_port = htons（SEVER_PORT）;listenfd = socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）;one = 1;setsockopt（listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,&one, sizeof（one））;if（bind （listenfd ,（struct sockaddr *）&server_addr ,sizeof server_addr） < 0 ）{printf（"socket bind error" ）;return 0;}listen（listenfd ,10）;FD_ZERO（&allset）;FD_SET（listenfd ,&allset ）;maxfd = listenfd ;maxid = -1 ;while（1 ）{rset = allset; //！nready = select （maxfd + 1, &rset,NULL,NULL,NULL）;if（nready < 0 ）{printf（"select error！ " ）;exit（1 ）;}if（FD_ISSET （listenfd , &rset ））{sock_len = sizeof cli_addr;connfd = accept （listenfd ,（struct sockaddr *）&cli_addr , &sock_len）;printf（"recieve from : %s at port %d " , inet_ntop（AF_INET,&cli_addr .sin_addr ,addr_str ,INET_ADDRSTRLEN ）,cli_addr .sin_port ）;for（ix = 0 ; ix < static_cast< int>（client .size（））; ix++）{if（client[ix] < 0 ）{client[ix] = connfd ;break;}}printf（"client[%d] = %d " ,ix ,connfd ）;if（ FD_SETSIZE == ix）{printf（"too many client！ " ）;exit（1 ）;}if（ connfd > maxfd）{maxfd = connfd;}FD_SET（connfd, &allset ）;if（ix > maxid ）{maxid = ix;}if（--nready == 0）{continue;}}for（ix = 0 ; ix <= maxid; ix++）//<={if（（sockfd = client [ix ]） < 0）{continue;}if（FD_ISSET （sockfd ,&rset ））{if（ 0 == （nrcv = read（sockfd,buf,MAX_LINE_LEN ）））{close（sockfd）;client[ix] = -1 ;FD_CLR（sockfd ,&allset ）;}else{printf（"RECIEVE: %s " ,buf ）;write（sockfd,buf,nrcv）;}}if（--nready == 0）{break;}}}return 0;} 在使用select 的时候要注意两点：第一个参数需要是当前所关心的文件描述符中最大的一个+1 第二需要注意的是select的中间3个参数采用了“value-result”（UNP1的说法）的方式，设置了关心的文件描述符进行select，select返回之后对应描述的fdset中只有有事件发生的对应fd会被设置，其它关心但是没有事件发生的描述符将会从fdset中清除掉，如果不进行重新赋值，下次select就不会关注这些描述符了，因此上述代码中allset每次对rset进行复制。来看看如果只在while（1）之前设置rset，在while（1）中不在每次select之前赋值会发生什么，在控制台输入: strace ./simpleEcho，另外打开一个控制台窗口输入：nc localhost 1314，这作为一个连接Echo server 的 client，然后输入你想发往Echo Server内容。关键我们来看一下Echo server的情况：