I/O复用一：select

什么是I/O复用？

所以针对每一种I/O复用的机制，我们需要回答3个问题：

多路复用机制会监听套接字上的哪些事件？
多路复用机制可以监听多少个套接字？
当有套接字就绪时，多路复用机制要如何找到就绪的套接字？

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生，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。

#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);
      
若有描述符就绪，则返回其数目，若超时则为0， 若出错则为-1.

第一个参数
maxfdp1 是待测描述符个数，也就是描述符0、1、2......maxfdp1-1均将被轮询。
第二，三，四参数
fd_set结构可以理解为一个集合，这个集合中存放的是需要被监听的文件描述符。
readset、writeset和exceptset指定我们要让内核测试读、写、异常条件的描述符集合，如果对某一类的条件不感兴趣，可以把它设为空指针。

可以通过下面4个宏编辑描述符集合：
```
void FD_ZERO(fd_set *fdset);　　　　　　
void FD_SET(int fd, fd_set *fdset);　　
void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset);　　　
int  FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset);
```
第5个参数：超时控制
```
struct timeval {
    long tv_sec;      //秒 [long int]
    long tv_usec;     //微秒 [long int]
};
```
这个参数有以下3个可能：
- 永远等待下去，仅在一个描述符准备好I/O才返回，将其设置为NULL即可。
- 等待一段固定的时间：在有一个描述符准备好I/O时返回，但不超过timeval规定的时间
- 根本不等待，检查描述符后立即返回，该参数指定一个timeval结构，其中定时器值必须为0，这种情况用得比较少。

描述符就绪条件

准备好读（针对socket）
- 该套接字接收缓冲区的数据字节数 >= 套接字接收缓冲区低水位标记的当前大小。(关于"套接字接收缓冲区低水位标记"参见套接字选项)
- 该连接的读半部关闭，也就是接收了FIN得TCP连接
- 该套接字是一个监听套接字，准备好新的连接
- 其上有一个套接字错误待处理
准备好写（针对socket）
- 该套接字发送缓冲区能够的可用空间字节数 >= 套接字发送缓冲区低水位标记的当前大小。(关于"套接字发送缓冲区低水位标记"参见套接字选项)
- 该连接的写半部关闭，对这样的套接字的写操作将会产生SIGPIPE错误
- 使用非阻塞式connect的套接字已建立连接，或者connect以失败告终
- 其上有一个套接字错误待处理
异常
目前异常条件仅支持2个：
- 某个套接字带外数据到达
- ......

使用注意

描述符集的初始化非常重要，没有初始化，那么其值无法预料。
当我们用FD_ISSET宏来测试fd_set的数据类型中的文件描述符，描述符集内任何未就绪描述符对应的位返回时均被清零，为此，每次重新调用select函数时，我们得再次把描述符集内所关心的位置为1。

代码示例：
回射服务器中客户采用select，管理2个fd，一个是socket，一个是标准输入。

void str_cli(FILE* fp, int sockfd)
{
    int maxfdp1;
    char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE];
  
    fd_set rset;
    FD_ZERO(&rset);  // 描述符集的初始化非常重要
    for ( ; ; ) 
    {
        // 每次重新调用 select 函数时，得再次把描述符集内所关心的位置为1
        FD_SET(fileno(fp), &rset);  
        FD_SET(sockfd, &rset);
        maxfdp1 = max(fileno(fp), sockfd) + 1;
      
        select(maxfdp1, &rset, NULL, NULL, NULL);
      
        // 套接字文件描述符准备好读
        if (FD_ISSET(sockfd, &rset)) {    
            if (readline(sockfd, recvline, MAXLINE) == 0)
                err_quit("str_cli: server terminated prematurely");
            fputs(recvline, stdout);
        }

        // 标准输入描述符准备好读
        if (FD_ISSET(fileno(fp), &rset))  {
            if (fgets(sendline, MAXLINE, fp) == NULL)
                return;
            write(sockfd, sendline, strlen(sendline));
        }
    }
}

缺点

select如果任何一个sock(IO stream)出现了数据，select就会返回，但是并不会告诉你是哪个sock上有数据，还需要自己线性扫描。
select会修改传入的参数数组，所以每次要重新设置。
select 只能监视1024个链接，参见定义在FD_SETSIZE
select 不是线程安全的

参考资料
[1]《UNIX 网络编程》3th [美] W.Richard Stevens，Bill Fenner，Andrew M. Rudoff
[2] http://www.cnblogs.com/Anker/archive/2013/08/14/3258674.html

I/O复用一：select

select函数

描述符就绪条件

使用注意

缺点

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