3.同时管理多个socket的简单方法-select处理

本篇是第三篇，主要用来讲解作为服务器的机器是如何管理多个socket的客户端连接的，毕竟recv只能监视单个socket。

一、背景介绍

在此之前，我们先来看下"操作系统是如何区分网络收到的数据是属于那一个socket的？"

答案：socket与端口号是一一对应的，操作系统会维护端口号到socket的索引结构，以快速读取，所以操作系统可以很方便的找到收到的网络数据属于那一个socket。

基于前面第2篇的知识，如果我们能够做到传递一个socket的列表，并且能够做到在socket列表没有数据的时候挂起进程，只要有一个socket有数据就唤醒这个进程貌似就可以解决这个问题。而这个也恰恰就是select的实现思路。

二、select介绍

我们通过使用select的代码来分析select的过程

int s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  
bind(s, ...)
listen(s, ...)

int fds[] =  // 用于存放需要监听的socket

while(1){ // 死循环，利用操作系统的进程阻塞和唤醒来工作
    int n = select(..., fds, ...) // 传入fds
    for(int i=0; i < fds.count; i++){ // 唤醒进程之后，遍历所有的socket
        if(FD_ISSET(fds[i], ...)){ // 利用FD_ISSET来判断对应的socket是否有数据
            // fds[i]的数据处理
        }
    }

1.调用select之后，操作系统把进程A分别加入这三个socket的等待队列中。

2.当任何一个socket收到数据后，中断程序将唤起进程。下图展示了sock2接收到了数据的处理流程。

3.所谓唤起进程，就是将进程从所有的等待队列中移除，加入到工作队列里面。

当进程A被唤醒后，它知道至少有一个socket接收了数据。程序只需遍历一遍socket列表，就可以得到就绪的socket。

三、select的不足之处

其一，每次调用select都需要将进程加入到所有监视socket的等待队列，每次唤醒都需要从每个队列中移除。这里涉及了两次遍历，而且每次都要将整个fds列表传递给内核，有一定的开销。正是因为遍历操作开销大，出于效率的考量，才会规定select的最大监视数量，默认只能监视1024个socket。

其二，进程被唤醒后，程序并不知道哪些socket收到数据，还需要遍历一次。

补充说明：本节只解释了select的一种情形。当程序调用select时，内核会先遍历一遍socket，如果有一个以上的socket接收缓冲区有数据，那么select直接返回，不会阻塞。这也是为什么select的返回值有可能大于1的原因之一。如果没有socket有数据，进程才会阻塞。

参考文档：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/64138532