select练习小结

<pre name="code" class="cpp">//readwrite.c#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <errno.h>#define MAXLEN 1024struct packet{int len;char content[MAXLEN];};size_t readn(int fd, void *buf, size_t len){    size_t left = len;    int ret;    char *pbuf = (char *)buf;    while(left > 0)    {    ret = read(fd, pbuf, left);    if(ret < 0)    {    if(errno == EINTR)        //遇到中断则继续    continue;    return -1;    }    else if(ret == 0)    {    return len - left;//对等方结束发送    }    left -= ret;    pbuf += ret;}return len;}size_t writen(int fd, void *buf, size_t len){    size_t left = len;    int ret;    char *pbuf = (char *)buf;    while(left > 0)    {    ret = write(fd, pbuf, left);    if(ret < 0)    {    if (errno == EINTR)    continue;    return 1;    }    else if(ret == 0)    {    continue; // 没有写入，则继续    }    left -= ret;    pbuf += ret;    }    return len;}// client.c#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <errno.h>#include <string.h>#include "readwrite.h"size_t doit(int sock){    fd_set rset;    FD_ZERO(&rset);    int fdmax;    int nready;    int fd_stdin = fileno(stdin);    fdmax = sock > fd_stdin ? sock : fd_stdin;    int n;    struct packet recvBuf;    struct packet sendBuf;    while(1)    {    FD_SET(sock, &rset);    FD_SET(fd_stdin, &rset);    nready = select(fdmax + 1, &rset, NULL, NULL, NULL);    if(nready == -1)    {    perror("select return -1.");    exit(1);    }    else if(nready == 0)    continue;// actually, nready == 0 would NEVER happen, because timeval is NULL    else    {    if(FD_ISSET(sock, &rset))    {    memset(&recvBuf, 0, sizeof(recvBuf));    int ret = readn(sock, &recvBuf.len, 4);    if(ret == -1)    {    perror("sock ret -1");    exit(-1);    }    else if(ret < 4)    {    perror("client close.");    break;   }    n = ntohl(recvBuf.len);    ret = readn(sock, recvBuf.content, n);    if(ret == -1)    {    perror("sock ret -1");    exit(-1);    }    else if(ret < n)    {    perror("client close.");    break;    }    fputs(recvBuf.content, stdout);    }    if(FD_ISSET(fd_stdin, &rset))    {    if(fgets(sendBuf.content, sizeof(sendBuf.content), stdin) == NULL)    break;    n = strlen(sendBuf.content);    sendBuf.len = htonl(n);   writen(sock, &sendBuf, n + 4);    memset(&sendBuf, 0, sizeof(sendBuf));    }    }}    close(sock);}int main(){    int sock;    if((sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0)    perror("socket error!");    struct sockaddr_in servaddr;    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));    servaddr.sin_family = AF_INET;    servaddr.sin_port = htons(6000);    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");    if (connect(sock, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)    {    perror("sockect error.");    exit(1);    }    doit(sock);     return 0;}//server.c#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <errno.h>#include <string.h>#include "readwrite.h"void do_srvce(int conn){    int nready;    fd_set rset;    FD_ZERO(&rset);    int fdstdin = fileno(stdin);    int maxfd = conn > fdstdin ? conn:fdstdin;    struct packet sendBuf;    struct packet recvBuf;    while(1)    {    FD_SET(conn, &rset);    FD_SET(fdstdin, &rset);    nready = select(maxfd + 1, &rset, NULL, NULL, NULL);    if(nready == -1)    {    perror("select ret -1");    exit(-1);    }   else if(nready == 0)    continue;    if(FD_ISSET(conn, &rset))    {    memset(&recvBuf, 0, sizeof(recvBuf));   int ret = readn(conn, &recvBuf.len, 4);    if(ret == -1)    {   perror("conn ret -1");    exit(-1);    }    else if(ret < 4)    {    perror("client close.");    break;    }    int n = ntohl(recvBuf.len);    ret = readn(conn, recvBuf.content, n);    if(ret == -1)    {    perror("conn ret -1");    exit(-1);    }    else if(ret < n)    {perror("client close.");break;    }    fputs(recvBuf.content, stdout);    }    if(FD_ISSET(fdstdin, &rset))    {    if(fgets(sendBuf.content, sizeof(sendBuf.content), stdin) == NULL)break;    sendBuf.len = htonl(strlen(sendBuf.content));    writen(conn, &sendBuf, strlen(sendBuf.content) + 4);    memset(&sendBuf, 0, sizeof(sendBuf));    }}    close(conn);}int main(){    int listenfd;    if((listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0)    perror("socket error!");    struct sockaddr_in servaddr;    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));    servaddr.sin_family = AF_INET;    servaddr.sin_port = htons(6000);    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);    if(bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)    perror("bind error!");    if(listen(listenfd, SOMAXCONN) < 0)    perror("listen");    struct sockaddr_in peeraddr;    socklen_t peerlen = sizeof(peeraddr);    int conn;    if((conn = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&peeraddr, &peerlen)) < 0)    {    perror("accept error!");    exit(1);     }    do_srvce(conn);    close(listenfd);    return 0;}

select 函数监视的文件描述符分3类，分别是writefds、readfds、和exceptfds。调用后select函数会阻塞，直到有描述符就绪（有数据 可读、可写、或者有except），或者超时（timeout指定等待时间，如果立即返回则设置timeout结构中的成员值为0），函数返回。当select函数返回后，可以通过遍历fdset，来找到就绪的描述符。

select的几大缺点：
（1）每次调用select，都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态，这个开销在fd很多时会很大
（2）同时每次调用select都需要在内核遍历传递进来的所有fd，这个开销在fd很多时也很大
（3）select支持的文件描述符数量太小了，默认是1024

pollfd结构包含了要监视的event和发生的revent，不再使用select“参数-值”传递的方式。同时，pollfd并没有最大数量限制（但是数量过大后性能也是会下降）。 和select函数一样，poll返回后，需要轮询pollfd来获取就绪的描述符。

select和poll都需要在返回后，通过遍历文件描述符来获取已经就绪的socket。事实上，同时连接的大量客户端在一时刻可能只有很少的处于就绪状态，因此随着监视的描述符数量的增长，其效率也会线性下降。

epoll解决了poll的三个缺点：

      对于第一个缺点，epoll的解决方案在epoll_ctl函数中。每次注册新的事件到epoll句柄中时（在epoll_ctl中指定EPOLL_CTL_ADD），会把所有的fd拷贝进内核，而不是在epoll_wait的时候重复拷贝。epoll保证了每个fd在整个过程中只会拷贝一次。

　　对于第二个缺点，epoll的解决方案不像select或poll一样每次都把current轮流加入fd对应的设备等待队列中，而只在epoll_ctl时把current挂一遍（这一遍必不可少）并为每个fd指定一个回调函数，当设备就绪，唤醒等待队列上的等待者时，就会调用这个回调函数，而这个回调函数会把就绪的fd加入一个就绪链表）。epoll_wait的工作实际上就是在这个就绪链表中查看有没有就绪的fd（利用schedule_timeout()实现睡一会，判断一会的效果，和select实现中的第7步是类似的）。

　　对于第三个缺点，epoll没有这个限制，它所支持的FD上限是最大可以打开文件的数目，这个数字一般远大于2048,举个例子,在1GB内存的机器上大约是10万左右，具体数目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看,一般来说这个数目和系统内存关系很大。