select
是 Linux 系统中的一个 I/O 多路复用函数,它允许单个进程/线程处理多个 I/O 操作。select
函数可以监视多个文件描述符(例如套接字、管道等),并在这些文件描述符中的任何一个准备好进行 I/O 操作时返回。
参数说明:
nfds
:需要监视的文件描述符的最大值加 1。readfds
:一个文件描述符集合,用于检测可读事件。writefds
:一个文件描述符集合,用于检测可写事件。exceptfds
:一个文件描述符集合,用于检测异常事件。timeout
:等待的超时时间,可以是 NULL(无限等待)、0(立即返回)或者一个指向 timeval
结构体的指针。select
可以避免创建过多的线程或进程。以下是一个简单的 select
使用示例,用于监听多个套接字:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
int main() {
int server_fd, new_socket;
struct sockaddr_in address;
int addrlen = sizeof(address);
fd_set readfds;
int max_sd, activity, valread;
char buffer[1024] = {0};
// 创建 socket
if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
perror("socket failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 绑定和监听
address.sin_family = AF_INET;
address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
address.sin_port = htons(8080);
if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) {
perror("bind failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if (listen(server_fd, 3) < 0) {
perror("listen");
exit(EXIT_FAILURE);
}
while (1) {
// 清空文件描述符集合
FD_ZERO(&readfds);
// 添加服务器套接字到集合
FD_SET(server_fd, &readfds);
max_sd = server_fd;
// 添加客户端套接字到集合
for (int i = 0; i < MAX_CLIENTS; i++) {
int sd = client_socket[i];
if (sd > 0) {
FD_SET(sd, &readfds);
}
if (sd > max_sd) {
max_sd = sd;
}
}
// 使用 select 监听
activity = select(max_sd + 1, &readfds, NULL, NULL, NULL);
if ((activity < 0) && (errno != EINTR)) {
perror("select error");
}
// 处理新的连接
if (FD_ISSET(server_fd, &readfds)) {
if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) {
perror("accept");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 添加新连接到客户端套接字数组
for (int i = 0; i < MAX_CLIENTS; i++) {
if (client_socket[i] == 0) {
client_socket[i] = new_socket;
break;
}
}
}
// 处理客户端数据
for (int i = 0; i < MAX_CLIENTS; i++) {
int sd = client_socket[i];
if (FD_ISSET(sd, &readfds)) {
if ((valread = read(sd, buffer, 1024)) == 0) {
// 客户端断开连接
getpeername(sd, (struct sockaddr*)&address, (socklen_t*)&addrlen);
printf("Host disconnected, ip %s, port %d\n", inet_ntoa(address.sin_addr), ntohs(address.sin_port));
close(sd);
client_socket[i] = 0;
} else {
// 处理接收到的数据
buffer[valread] = '\0';
send(sd, buffer, strlen(buffer), 0);
}
}
}
}
return 0;
}
问题1:select
返回值错误
问题2:性能瓶颈
select
在每次调用时都需要重新设置文件描述符集合,这在大量文件描述符的情况下可能导致性能下降。epoll
(Linux)或 kqueue
(BSD/macOS)。问题3:处理大量并发连接
select
在处理大量并发连接时效率较低。epoll
或其他更高效的 I/O 多路复用机制,并考虑使用线程池或多进程模型来提高并发处理能力。通过合理使用 select
及其替代方案,可以有效提高系统的并发处理能力和性能。
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