1--基于I/O复用的服务器
多进程服务器端具有以下缺点：当有多个客户端发起连接请求时，就会创建多个进程来分别处理客户端的请求，创建多个进程往往需要付出巨大的代价；
I/O复用的服务器端可以减少进程数，无论连接多少个客户端，提供服务的进程都只有 1 个；
2--select()函数
select() 函数可以将多个文件描述符集中到一起来统一监视，监视文件描述符可以视为监视 socket；集中多个文件描述符时需要按照接收、传输和异常三种情况进行区分；
select() 通过 fd_set 数组变量来执行监视操作，fd_set 中文件描述符（索引）对应的位（值）被设置为 1 时，表明该文件描述符是监视对象；
// 对 fd_set 数组的常用操作
FD_ZERO(fd_set* fd_set); // 将 fd_set 变量的所有位初始化为0
FD_SET(int fd, fd_set* fdset); // 在参数 fdset 指向的变量中注册文件描述符fd的信息
FD_CLR(int fd, fd_set* fdset); // 从参数 fdset 指向的变量中消除文件描述符fd的信息
FD_ISSET(int fd, fd_set* fdset); // 若参数 fdset 指向的变量中包含文件描述符fd的信息，则返回true
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
int select(int maxfd, fd_set* readset, fd_set* writeset, fd_set* exceptset, const struct timeval* timeout);
// 成功时返回大于 0 的值，值为发生事件的文件描述符数；失败时返回 -1；超时返回 0
// maxfd 表示监视对象文件描述符的数量
// readset 表示将所有关注“是否存在待读取数据”的文件描述符注册到fd_set型变量，并传递其地址值
// writeset 表示将所有关注“是否可传输无阻塞数据”的文件描述符注册到fd_set型变量，并传递其地址值
// exceptset 表示将所有关注“是否发生异常”的文件描述符注册到fd_set型变量，并传递其地址值
// timeout 表示调用 select() 函数后，为防止陷入无限阻塞的状态，传递超时信息select() 函数只有在监视的文件描述符发生变化时才返回，如果未发生变化就会进入阻塞状态；通过指定超时事件可以防止无限阻塞的情况，即使文件描述符中未发生变化，当超过了指定事件，就会从函数中返回，返回值为 0；
当调用 select() 函数时，除了发生变化的文件描述符之外，所有原来值为 1 的位均会变为 0，因此可知值仍为 1 的文件描述符发生了变化；
// gcc select.c -o select
// ./select
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/select.h>
#define BUF_SIZE 30
int main(int argc, char* argv[]){
fd_set reads, temps;
int result, str_len;
char buf[BUF_SIZE];
struct timeval timeout;
FD_ZERO(&reads); // 初始化fd_set变量
FD_SET(0, &reads); // 将文件描述符 0 对应的位设置为1，表示监视标准输入（文件描述符0对应标准输入stdin）
while(1){
temps = reads; // 记录初始值，新循环时重新初始化为初始值
timeout.tv_sec = 5; // 超时时间设置为 5s
timeout.tv_usec = 0;
result = select(1, &temps, 0, 0, &timeout); // 5s内监视是否有标准输入时间发生
if(result == -1){
puts("select() error!");
break;
}
else if(result == 0){ // 返回值为0表示超时
puts("Time-out!");
}
else{
if(FD_ISSET(0, &temps)){ // 验证是否是标准输入发生了变化，打印标准输入的内容
str_len = read(0, buf, BUF_SIZE);
buf[str_len] = 0;
printf("message from console: %s", buf);
}
}
}
return 0;
}
3--基于I/O复用的回声服务器端
// gcc echo_selectserv.c -o echo_selectserv
// ./echo_selectserv 9190
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/select.h>
#define BUF_SIZE 100
void error_handling(char *buf){
fputs(buf, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}
int main(int argc, char* argv[]){
int serv_sock, clnt_sock;
struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
struct timeval timeout;
fd_set reads, cpy_reads;
socklen_t adr_sz;
int fd_max, str_len, fd_num, i;
char buf[BUF_SIZE];
if(argc != 2){
printf("Usage : %s <port>\n", argv[0]);
exit(1);
}
serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
serv_adr.sin_family = AF_INET;
serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
if(bind(serv_sock, (struct sockaddr*) &serv_adr, sizeof(serv_adr)) == -1){
error_handling("bind() error");
}
if(listen(serv_sock, 5) == -1){
error_handling("listen() error");
}
FD_ZERO(&reads); // 初始化fd_set变量
FD_SET(serv_sock, &reads); // 监视 serv_sock
fd_max = serv_sock;
while(1){
cpy_reads = reads; // 记录初始值
timeout.tv_sec = 5; // 设置超时时间
timeout.tv_usec = 5000;
if((fd_num = select(fd_max+1, &cpy_reads, 0, 0, &timeout)) == -1){
break;
}
if(fd_num = 0) continue; // 判断是否是超时
// 真的有事件发生，执行以下代码
for(i = 0; i < fd_max + 1; i++){
if(FD_ISSET(i, &cpy_reads)){ // 查找发生状态变化的文件描述符
if(i == serv_sock){ // 服务器端socket有变化，执行受理连接请求
adr_sz = sizeof(clnt_adr);
clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr*)&clnt_adr, &adr_sz);
FD_SET(clnt_sock, &reads); // 将客户端socket注册到fd_set变量中
if(fd_max < clnt_sock){
fd_max = clnt_sock;
}
printf("connected client: %d \n", clnt_sock);
}
else{ // 不是服务器端socket发生变化，表明有要接收的数据
str_len = read(i, buf, BUF_SIZE);
if(str_len == 0){ // 接收的是 EOF，表明要断开连接
FD_CLR(i, &reads);
close(i);
printf("closed client: %d \n", i);
}
else{ // 接收的是真实数据
write(i, buf, str_len); // 将接收到的数据返回客户端，实现回声功能
}
}
}
}
}
close(serv_sock);
return 0;
}
