关于select 函数在 Linux C Socket编程中的应用

利用select而不是fork来解决socket中的多客户问题。

select系统调用是用来让我们的程序监视多个文件描述符(filedescrīptor)的状态变化的。程序会停在select这里等待，直到被监视的文件描述符有某一个或多个发生了状态改变。select()的机制中提供一fd_set的数据结构，实际上是一long类型的数组， 每一个数组元素都能与一打开的文件描述符（不管是Socket描述符,还是其他 文件或命名管道或设备描述符）建立联系，建立联系的工作由程序员完成，
当调用select()时，由内核根据IO状态修改fd_set的内容，由此来通知执 行了select()的进程哪一Socket或文件可读.

select函数原型如下：

int select(int nfds,
fd_set *readfds,
fd_set *writefds,
fd_set *exceptfds,
struct timeval *timeout);

函数的最后一个参数timeout是一个超时时间值，其类型是struct timeval*，即一个structtimeval结构的变量的指针，所以我们在程序里要申明一个structtimeval tv;然后把变量tv的地址&tv传递给select函数。structtimeval结构如下：

structtimeval {
long   tv_sec;     /* seconds */
long   tv_usec;    /* microseconds */
};

第2、3、4三个参数的类型是一样的： 

fd_set *，即我们在程序里要申明几个fd_set类型的变量，比如定义了rfds,wfds, efds。

另外关于fd_set类型的变量，还有一组标准的宏定义来处理此类变量：

FD_ZERO(fd_set*fdset)：清空fdset与所有文件描述符的联系。

FD_SET(intfd, fd_set *fdset)：建立文件描述符fd与fdset的联系。

FD_CLR(intfd, fd_set *fdset)：清除文件描述符fd与fdset的联系。

FD_ISSET(intfd, fd_set *fdset)：检查fd_set联系的文件描述符fd是否可读写，>0表示可读写。

（关于fd_set及相关宏的定义见/usr/include/sys/types.h）定义的这三个参数都是描述符的集合，

第一个rfds是用来保存这样的描述符的：当描述符的状态变成可读的时系统就会告诉select函数返回，

第二个wfds是指有描述符状态变成可写的时系统就会告诉select函数返回，

第三个参数efds是特殊情况，即描述符上有特殊情况发生时系统会告诉select函数返回。

下面是一个TCP/IP Socket例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#define MAXLINE 2048
#define SERV_PORT 8990
int main()
{
int i, maxi, maxfd, listenfd, connfd, sockfd;
int nready, client[FD_SETSIZE];//FD_SETSIZE是selcet最大fd限制
ssize_t n;
fd_set rset, allset;
char buf[MAXLINE];
socklen_t cliaddr_len;
struct sockaddr_in cliaddr, servaddr;

listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//创建套接字

//初始化
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

int val=0;
setsockopt(listenfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,(void *)&val,sizeof(val));

bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));//绑定
listen(listenfd, 20);//监听

maxfd = listenfd;
maxi = -1;
for (i = 0; i < FD_SETSIZE; i++)//将连接fd列表初始化
client[i] = -1;

struct timeval tv;
FD_ZERO(&allset);
FD_SET(listenfd, &allset);

while(1)
{
tv.tv_sec = 30;
tv.tv_usec = 0;
rset = allset;
nready = select(maxfd+1, &rset, NULL, NULL, &tv);//
if (nready < 0)
perror("select error");

if (FD_ISSET(listenfd, &rset)) //判断listenfd是否可读
{
cliaddr_len = sizeof(cliaddr);
connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &cliaddr_len);//接受连接
printf("received from %s at PORT %d\n",inet_ntoa(cliaddr.sin_addr), ntohs(cliaddr.sin_port));

for (i = 0; i < FD_SETSIZE; i++)//将连接的fd放到列表中
{
if (client[i] < 0)
{
FD_SET(connfd, &allset);
if (connfd > maxfd)
maxfd = connfd;
if (i > maxi)
maxi = i;

client[i] = connfd;
break;
}
}
if (i == FD_SETSIZE)//超出可连接范围
{
fputs("too many clients\n", stderr);
close(connfd);
//exit(1);
}

if (--nready == 0)
continue;
}

for (i = 0; i <= maxi; i++)//处理所有可读的fd
{
if ( (sockfd = client[i]) < 0)
continue;
if (FD_ISSET(sockfd, &rset))
{
n = recv(sockfd, buf, MAXLINE,0);//接收客户端发来的包
if ( n == 0)//客户端断开
{
close(sockfd);
FD_CLR(sockfd, &allset);
client[i] = -1;
}
else if( n > 0) //数据的处理
{
//Do something ...
}
else{
perror("recv");
}

--nready;//处理完一个请求就减1
if ( nready == 0)
}
}//end for
}//end while
return 0;
}