1.selectAPI介绍

主旨思想：

首先要构造一个关于文件描述符的列表，将要监听的文件描述符添加到该列表中。
调用一个系统函数，监听该列表中的文件描述符，直到这些描述符中的一个或者多个进行I/O操作时，该函数才返回。
a:这个函数是阻塞
b:函数对文件描述符的检测的操作是由内核完成的

在返回时，它会告诉进程有多少（哪些）描述符要进行I/O操作。

在这里插入图片描述

①select多路复用流程图

在这里插入图片描述

②select多路复用缺点

在这里插入图片描述

2.select代码使用介绍

// sizeof(fd_set) = 128 1024
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/select.h>
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
	- 参数：
		- nfds : 委托内核检测的最大文件描述符的值 + 1
		- readfds : 要检测的文件描述符的读的集合，委托内核检测哪些文件描述符的读的属性
				- 一般检测读操作
				- 对应的是对方发送过来的数据，因为读是被动的接收数据，检测的就是读缓冲区
				- 是一个传入传出参数
				
		- writefds : 要检测的文件描述符的写的集合，委托内核检测哪些文件描述符的写的属性
				- 委托内核检测写缓冲区是不是还可以写数据（不满的就可以写）
				
		- exceptfds : 检测发生异常的文件描述符的集合
		- timeout : 设置的超时时间
			struct timeval {
				long tv_sec; /* seconds */
				long tv_usec; /* microseconds */
			};
			- NULL : 永久阻塞，直到检测到了文件描述符有变化
			- tv_sec = 0 tv_usec = 0， 不阻塞
			- tv_sec > 0 tv_usec > 0， 阻塞对应的时间
	- 返回值 :
		- -1 : 失败
		- >0(n) : 检测的集合中有n个文件描述符发生了变化
		
// 将参数文件描述符fd对应的标志位设置为0
void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
// 判断fd对应的标志位是0还是1， 返回值 ： fd对应的标志位的值，0，返回0， 1，返回1
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
// 将参数文件描述符fd 对应的标志位，设置为1
void FD_SET(int fd, fd_set *set);
// fd_set一共有1024 bit, 全部初始化为0
void FD_ZERO(fd_set *set);

3.select代码实现

①select服务端实现

#include <iostream>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/select.h>
#include <cstring>

using namespace std;

int main() {


    // 创建监听文件描述符
    int server_listen_fd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);


    sockaddr_in server_addr;
    server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(9999);
    // 绑定ip和端口
    bind(server_listen_fd, (sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));

    // 监听
    listen(server_listen_fd, 8);

    // 创建fd_set集合
    fd_set read_set, tmp;
    FD_ZERO(&read_set);
    FD_SET(server_listen_fd, &read_set);

    // 定义最大的文件描述符
    int max_fd = server_listen_fd;

    while (1) {
        
        // 因为select会修改read_set的值，所以定义一个中间变量
        tmp = read_set;

        // 返回值为多少个文件描述符中的读端数据发生了变化
        int select_len = select(max_fd + 1, &tmp, NULL, NULL, NULL);

        if (select_len == -1) {
            perror("select");
            exit(-1);
        } else if (select_len == 0) {
            // 当等待时间 timeVal 的值还没观察到变化才返回0，这里不存在
            continue;
        } else if (select_len > 0) { // 观察到变化

            // 监听文件描述符发生变化
            if (FD_ISSET(server_listen_fd, &tmp)) {

                sockaddr_in client_addr;
                socklen_t client_len = sizeof(client_addr);

                // 获取客户端的ip和地址
                int client_fd = accept(server_listen_fd, (sockaddr *)&client_addr, &client_len);

                // 新进来的文件描述符加进集合中
                FD_SET(client_fd, &read_set);
                max_fd = max(max_fd, client_fd);

            }

            // 遍历每一个文件描述符
            for (int i = server_listen_fd + 1; i <= max_fd; i ++ ) {

                if (FD_ISSET(i, &tmp)) {

                    char buf[1024] = {0};
                    // 接受客户端的消息
                    int recv_ret = recv(i, buf, sizeof(buf), 0);
                    if (recv_ret == -1) {
                        perror("recv");
                        exit(-1);
                    } else if (recv_ret == 0) {
                        cout << "client closed..." << endl;
                        FD_CLR(i, &read_set);
                        continue;
                    } else if (recv_ret > 0) {
                        printf("I am server, data: %s\n", buf);
                    }

                    // 向客户端回复数据
                    send(i, buf, strlen(buf) + 1, 0);

                }

            }

        }
        
    }

    return 0;
}

②select客户端实现

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <cstring>

using namespace std;

int main()
{
    // 1.创建客户端socket
    int client_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (client_fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }

    // 2.连接服务端
    // 设置需要连接的服务器的 ip 和端口
    sockaddr_in server_addr;
    server_addr.sin_family = AF_INET;   // 设置为ipv4协议
    // 将点分十进制ip转换为newwork字节序
    int pton_ret = inet_pton(AF_INET, "xxx.xxx.xxx.xxx", &server_addr.sin_addr.s_addr);
    // 将主机序端口转换为newwork字节序端口
    server_addr.sin_port = htons(9999);

    int cone_ret = connect(client_fd, (sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));
    if (cone_ret == -1) {
        perror("connect");
        exit(-1);
    }

    // 3.读写服务端数据
    int num = 0;
    char recvBuf[1024] = {0};
    while (1) {
        
        // 往服务端写数据
        sprintf(recvBuf, "hello, I am client: %d\n", num ++ );
        write(client_fd, recvBuf, strlen(recvBuf) + 1);


        // 接手服务端数据
        int read_ret = read(client_fd, recvBuf, sizeof(recvBuf));
        if (read_ret == -1) {
            perror("read");
            exit(-1);
        } else if (read_ret > 0) {
            printf("recv client data is %s\n", recvBuf);
        } else if (read_ret == 0){
            cout << "server closed..." << endl;
            break;
        }
        sleep(1);

    }

    // 关闭文件描述符
    close(client_fd);

    return 0;
}