网络编程-select（二）
一、I/O多路复用
1、为什么要多路复用
之前开启多线程能实时接收数据，并且也不是一次性连接服务。但毕竟是一请求一连接，每有一个客户端向服务端发起请求，就会创建一个线程，当请求达到上千上万，就会创建上千上万的线程，虽然线程所占资源很少，但也架不住数量多，会给系统内核资源调度增加负担<不利于高并发>
2、解决单个线程处理多个I/O操作问题
系统提供3种策略来解决，分别是select,poll,epoll
二、select机制
1、将多个线程请求看成是一个集合
2、关注集合中的fd哪些可读，可写，可出错
3、逐个管理集合中的fd，如果有数据到来就进行处理，否则就继续阻塞等待。
4、遍历集合中的fd，判断是否可读，可读就接收。
三、具体实操
在之前的阻塞I/O中，我们是阻塞在accept上，现在我们阻塞在select上。
所以在之前的代码中，将accept及以下代码进行更换。
1、创建集合，清空集合，设置集合
fd_set rfds, rset; //集合
FD_ZERO(&rfds); //对集合进行清空
FD_SET(socketfd, &rfds); //对集合进行设置，将客户端fd添加至集合中
2、阻塞在select上
select函数原型：
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
/*
nfds: 集合最大边界值 + 1，因为从0开始
readfds: 关注这部分(如4，5，6)fd是否可读
writefds: 关注这部分(如7，8，9)fd是否可写
exceptfds：关注这部分（如7，8，9）fd是否出错
timeout: 超时时间，NULL表示永久阻塞，非NULL表示等待时间，单位为秒
return value: 返回的是所关注的共达标多少个，如可读3个，可写2个，可出错1个，共计6个
*/
int maxfd = socketfd; //对集合遍历的最大值，集合也有边界，从0开始
while(true){rset = rfds; //复制一份集合，防止在select中被修改int nready = select(maxfd + 1, &rset, NULL, NULL, NULL); //等待IO就绪if(nready < 0){ //出错处理cout << "select error:" << strerror(errno) << endl;continue;}else if (nready == 0){ //超时处理cout << "timeout\n";continue;}else{//accept操作，此处省略}//recv操作，此处省略
}
3、管理逐个IO,accept操作
if(FD_ISSET(socketfd, &rset)){ //如果有数据到来，则进行接收处理====acceptint clientfd = accept(socketfd, (struct sockaddr *)&clientaddr, &len);cout<<"clientfd:"<<clientfd<<endl; //获取到客户端的连接描述符FD_SET(clientfd, &rfds); //将新的连接加入到集合中if(clientfd > maxfd){ //更新遍历的边界,回收旧的连接，更新边界值maxfd = clientfd;}
}
4、recv操作，判断是否可读，接收数据
for(int i = socketfd + 1; i <= maxfd; i++){ if(FD_ISSET(i, &rset)){ //判断IO是否可读char buffer[1024] = {0};int count = recv(i, buffer, 1024, 0);if(count == 0){close(i);FD_CLR(i, &rfds);continue;}cout << "buffer:" << buffer << endl;//返回信息count = send(i, buffer, count, 0);}
}
5、小结：
一个线程多路I/O，阻塞在select上，当有客户端连接时，select返回，再进行accept操作。
select主要用到
fd_set //集合
FD_SET //设置集合，将fd加入到集合中
FD_CLR //清除集合，将fd从集合中移除
FD_ISSET //判断IO是否可读
FD_ZERO //初始化为空集合
select //阻塞等待IO就绪相比于之前的网络I/O，避免了多线程的开销, select解决了单个线程处理多个I/O的问题。
但是，select还是有缺陷的。select,每次调用都需要把fd_set集合，从用户空间拷贝到内核空间，随着fd越来越大，拷贝的开销比较大。
maxfd，遍历到最大的fd。
6、扩展问题：
1、fd_set究竟是什么？
#define FD_SETSIZE 1024 // 假设文件描述符集合的最大大小为1024typedef struct {unsigned long fds_bits[FD_SETSIZE / (8 * sizeof(unsigned long))];
} fd_set;
可见fd_set本质是一个位图，每个fd对应一个bit位。
2、集合大小是多少，能修改吗？
集合大小可以通过宏定义修改，但是不建议修改。