select的限制以及poll的使用
1.先说select在多路IO中的限制： 1）linux中每个程序能够打开的最多文件描述符是有限制的。默认是1024. 可以通过ulimit -n进行查看和修改：
xcy@xcy-virtual-machine:~/test/sock10_poll$ ulimit -n
1024
xcy@xcy-virtual-machine:~/test/sock10_poll$ ulimit -n 2048 // n 这里进行修改
xcy@xcy-virtual-machine:~/test/sock10_poll$ ulimit -n
2048
xcy@xcy-virtual-machine:~/test/sock10_poll$
这就意味着我们的服务器进程最多能打开1024个文件描述符。（而且0 1 2 还已经被占用了）。 而且一般服务器还有一个监听套接字，所以当第1021个连接发起时就会失败（假定前面没有关闭）。 2）我们知道select的第2-4个参数是这个类型的fd_set。这里东西可以把它看成是数组。这个数组也是有边界的。 边界就是 FD_SETSIZE。 man select的部分截取：
NOTES An fd_set is a fixed size buffer. Executing FD_CLR() or FD_SET() with a value of fd that is negative or is equal to or larger than FD_SETSIZE will result in undefined behavior. Moreover, POSIX requires fd to be a valid file descriptor.
这个数组最大就是FD_SETSIZE。超过这个数以后就会越界。 FD_SETSIZE定义在系统的头文件中（具体哪个文件我没找到），可以修改那个头文件，再重新编译内核。这样比较麻烦。 想要突破这个限制，就需要poll函数了。
2.poll函数 先看man手册（截取部分）：
SYNOPSIS #include <poll.h> int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout); DESCRIPTION poll() performs a similar task to select(2): it waits for one of a set of file descriptors to become ready to perform I/O.
也可以用来监测多个IO。但是不会被FD_SETSIZE限制。 参数： fds：一般是一个struct pollfd类型的数组， nfds：要监视的描述符的数目。 timeout：超时时间，-1表示不会超时。0表示立即返回，不阻塞进程。 >0表示等待数目的毫秒数。 返回值： -1：出错了，错误代码在errno中 0：设置了超时时间，这里表示超时了 >0：数组中fds准备好读、写、或异常的那些描述符的总数量 下面来看看struct pollfd这个结构体：
struct pollfd { int fd; /* file descriptor */ short events; /* requested events 请求的事件，具体哪些值见下面 */ short revents; /* returned events 返回的事件，有点像传出参数。哪个事件发生了就存储在这里*/ }; // events和revents的值可以是下面： The bits that may be set/returned in events and revents are defined in <poll.h>: POLLIN There is data to read. //可读 POLLPRI There is urgent data to read (e.g., out-of-band data on TCP socket; pseudoterminal master in packet mode has seen state change in slave). POLLOUT // 可写 Writing now will not block. POLLRDHUP (since Linux 2.6.17) Stream socket peer closed connection, or shut down writ‐ ing half of connection. The _GNU_SOURCE feature test macro must be defined (before including any header files) in order to obtain this definition. POLLERR // 出错 Error condition (output only). POLLHUP Hang up (output only). POLLNVAL Invalid request: fd not open (output only).
3.实例： 先看server端：
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/select.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<poll.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
//#define CLIENTCOUNT FD_SETSIZE
#define CLIENTCOUNT 2048
int main(int argc, char **argv)
{
int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(listenfd < 0)
{
perror("socket");
return -1;
}
unsigned short sport = 8080;
if(argc == 2)
{
sport = atoi(argv[1]);
}
struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
printf("port = %d\n", sport);
addr.sin_port = htons(sport);
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
if(bind(listenfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) < 0)
{
perror("bind");
return -2;
}
if(listen(listenfd, 20) < 0)
{
perror("listen");
return -3;
}
struct sockaddr_in connaddr;
int len = sizeof(connaddr);
int i = 0, ret = 0;
struct pollfd client[CLIENTCOUNT];
for(i = 0; i<CLIENTCOUNT; i++)
client[i].fd = -1;
int maxi = 0;
client[0].fd = listenfd;
client[0].events = POLLIN;
int count = 0;
int nready = 0;
char buf[1024] = {0};
while(1)
{
nready = poll(client, maxi+1, -1);
if(nready == -1)
{
perror("select");
return -3;
}
if(nready == 0)
{
continue;
}
if(client[0].revents & POLLIN)
{
int conn = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&connaddr, &len);
if(conn < 0)
{
perror("accept");
return -4;
}
char strip[64] = {0};
char *ip = inet_ntoa(connaddr.sin_addr);
strcpy(strip, ip);
printf("client connect, conn:%d,ip:%s, port:%d, count:%d\n", conn, strip,ntohs(connaddr.sin_port), ++count);
int i = 0;
for(i = 0; i<CLIENTCOUNT; i++)
{
if(client[i].fd == -1)
{
client[i].fd = conn;
client[i].events = POLLIN;
if(i > maxi)
maxi = i;
break;
}
}
if(i == CLIENTCOUNT)
{
printf("to many client connect\n");
exit(0);
}
if(--nready <= 0)
continue;
}
for(i = 0; i < CLIENTCOUNT; i++)
{
if(client[i].fd == -1)
continue;
if(client[i].revents & POLLIN)
{
ret = read(client[i].fd, buf, sizeof(buf));
if(ret == -1)
{
perror("read");
return -4;
}
else if(ret == 0)
{
printf("client close remove:%d, count:%d\n", client[i], --count);
close(client[i].fd);
client[i].fd = -1; // 要在这里移除
}
//printf("client%d:%s\n", client[i], buf);
write(client[i], buf, sizeof(buf));
memset(buf, 0, sizeof(buf));
if(--nready <= 0)
continue;
}
}
}
close(listenfd);
return 0;
}所有的client都存放在数组struct pollfd client[CLIENTCOUNT]中。每连接一个就加入到数组中。
关于这个server 的理解，可以参考这个的例子（这两个例子其实很像）：http://www.cnblogs.com/xcywt/p/8087677.html
下面是client端：
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<sys/select.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
/*
这里是暴力测试最多能连接几个。由于进程能打开的fd的限制最多的1024.
所以这里最多是1024 - 3. 也就是连接1022个的时候就出错了
（0 1 2 已经被占用了）
设置成2048就是另外一个结果了
*/
int main(int argc, char **argv)
{
unsigned short sport = 8080;
if(argc == 2)
{
sport = atoi(argv[1]);
}
struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
printf("port = %d\n", sport);
addr.sin_port = htons(sport);
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
int count = 0;
while(1)
{
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sockfd < 0)
{
perror("socket");
sleep(5); // 这个是为了保证连接完成
return -1;
}
if(connect(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) < 0)
{
perror("connect");
return -2;
}
struct sockaddr_in addr2;
socklen_t len = sizeof(addr2);
if(getpeername(sockfd, (struct sockaddr*)&addr2, &len) < 0)
{
perror("getsockname");
return -3;
}
printf("Server: port:%d, ip:%s, count:%d\n", ntohs(addr2.sin_port), inet_ntoa(addr2.sin_addr), ++count);
}
return 0;
}client就是暴力连接，测试能连接的最大的数目：运行： 注意运行的终端需要将能打开的最大描述符设成2048，如果不改的话看不出效果。 结果（截取部分）： server:（最多只能有2048 - 4个能连接上来，0 1 2 已经被占用，还有一个监听套接字）
...... client connect, conn:2040,ip:127.0.0.1, port:38220, count:2037 client connect, conn:2041,ip:127.0.0.1, port:38222, count:2038 client connect, conn:2042,ip:127.0.0.1, port:38224, count:2039 client connect, conn:2043,ip:127.0.0.1, port:38226, count:2040 client connect, conn:2044,ip:127.0.0.1, port:38228, count:2041 client connect, conn:2045,ip:127.0.0.1, port:38230, count:2042 client connect, conn:2046,ip:127.0.0.1, port:38232, count:2043 client connect, conn:2047,ip:127.0.0.1, port:38234, count:2044 accept: Too many open files xcy@xcy-virtual-machine:~/test/sock10_poll$
client的（截取）：
...... Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2036 Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2037 Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2038 Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2039 Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2040 Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2041 Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2042 Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2043 Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2044 Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2045 socket: Too many open files xcy@xcy-virtual-machine:~/test/sock10_poll$
可以看到已经超过了1024个了。
poll可以突破FD_SETSIZE的限制，但是还是无法突破进程能打开最大文件描述符的限制。
下面命令可以查看进程能打开的最大文件描述符限制（ulimit不能设置无限大），和计算机的内存有关：
cat /proc/sys/fs/file-max
5.关于上面client的sleep(5)的作用：
如果没有sleep(5)：那么client这边连接第2045的时候，进程会立即退出。就会关闭进程打开的套接字。TCP协议就会给server发送FIN段。从而server这边就会检测到有的client已经关闭了。所以server这边的count就可能会不准确了。因为有的已经关闭了，就可以再次打开。
如果加上sleep(5)：就可以保证前面2044个连接都发送过去了，只是第2045个连接会失败。但是server也只能接收2044个连接。保证在关闭之前没有client的fd被关闭。
腾讯云开发者
