多路转接＜select＞和＜poll＞使用手册

news2024/11/14 3:40:56

select

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

参数说明

返回值

返回值>0 表示成功返回可访问的文件描述符个数，
返回值==0 表示标识等待时间到期
返回值<0 表示出现错误

int nfds

当前最大文件描述符值+1：（2,3,5,6,10）那么nfds=10+1，这个是在select系统函数内需要遍历的最大值。

fd_set readfds,fd_set writefds,fd_set *exceptfds

读文件描述符集，写文件描述符集，异常文件描述符集

fd_set类型本质是一个位图，位图的位置表示相对应的文件描述符，内容表示该文件描述符是否有效，1代表该位置的文件描述符有效，0则表示该位置的文件描述符无效。
如果将文件描述符2，3设置位图当中，则位图表示的是为1100。
fd_set的上限是1024个文件描述符。

设置函数有：

FD_SET(fd,fdset);  //设置一个fd到fdset中进行等待
FD_ZERO(fdset);    //取消一个fd到fdset中的等待
FD_CLR(fd,fdset);  //清除该fdset中的所有fd
FD_ISSET(fd,fdset) //判定该文件描述符是否存在于fdset集

但是在这个select函数中，这3个参数包括后面的timeout都属于，输入输出型参数。在select类型的服务器中，我们必须要每次在执行select函数前需要从头开始设置每个fdset类型，因为每次函数返回后都会修改传入的fdset参数。

struct timeval *timeout

NULL/nullptr：select调用后进行阻塞等待，直到被监视的某个文件描述符上的某个事件就绪。
0(这个0可不是NULL而是 timeval{0,0})：selec调用后进行非阻塞等待，无论被监视的文件描述符上的事件是否就绪，select执行后都会立即返回，不会阻塞等待。
特定的时间值：select调用后在指定的时间内进行阻塞等待，如果被监视的文件描述符上一直没有事件就绪，则在该时间后select进行超时返回。

struct timeval
{
    __time_t tv_sec;		/* Seconds.  */ 秒
    __suseconds_t tv_usec;	/* Microseconds.  */微秒
};
#define __time_t long
#define __suseconds_t long

函数说明

调用函数，他会管理设置在3个fds中的所有文件描述符，只要其中文件描述符中允许写入或者有数据可读取，返回并且设置这3个fds，以输出型参数方式返回给上层。在函数返回后，拿着这3个参数使用FD_ISSET判定那些fd允许访问。

select的优点与缺陷

优点：

效率高一个执行流同时等待多个fd等待。
应用场景：存在大量的链接，但是只有少量的是活跃的！节省资源如果是多线程/进程需要pcb等内存资源

缺点：

为了维护第三方数组，select服务器会充满大量的遍历，OS底层帮我们关心fd的时候，也要遍历
每一次都要对select输出参数进行重新设定
能够同时管理的fd的个数是有上限
因为几乎每一个参数都是输入输出型的，select一定会频繁的进行用户到内核，内核到用户的参数数据拷贝
编码比较复杂

poll

int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);

参数说明

返回值

返回值小于0, 表示出错;
返回值等于0, 表示poll函数等待超时;
返回值大于0, 表示fds数组有多少事件可以访问;

struct pollfd *fds

fds是一个结构体数组

struct pollfd
{
    int fd;			   //需要观察的文件描述符
    short int events;  //输入时的参数	
    short int revents; //输出时的参数
};

注意，这里的指针并不意味是只有一个pollfd，这里的指针是可以看成pollfd[NUM]的一个数组的，这个数组大小并不受约束，并且我们在堆创建，允许扩容realloc，每一个元素都是对应着一个文件描述符，管理着一个文件描述符。

int nfds

标识*fds指向的数组有多少个元素,用于poll函数轮询使用

int timeout

最后一个参数timeout：是一个用毫秒表示的时间，是指定poll在返回前没有接收事件时应该等待的时间。

timeout > 0 : 等待timeout毫秒
timeout==0 ：不会阻塞
timeout < 0 :阻塞等待

函数说明

poll与select相比，poll的编写较为简单。因为poll它有一个结构体，去管理关心事件，不需要像select还得自己去写第三方数组。其次poll它没有数量限制，select是数量限制的，但是数量大了必然会影响效率，poll和select在底层都是采用轮询检测的方式去查看要关心的fd的事件是否就绪。