一、五种I/O模型 linux下的I/O模型分为五种模型：分别是阻塞式I/O、非阻塞式I/O、I/O多路复用（多路转接）、信号驱动I/O（SIGIO）、异步I/O。 这五种I/O由分为两类：一类是同步I/O包括了前面四种，还有一类是异步I/O。 我们把I/O是分成两步的，第一步是“等”，第二步就是数据的搬迁。而对于同步I/O和异步I/O来说它们之间的区别就是同步I/O的数据搬迁工作要自己来完成，而异步I/O的数据搬迁工作是别人来完成的。而阻塞I/O和非阻塞I/O的最大不同就是“等”的方式是不同的。
二、select函数介绍 select系统调用的用途是：在一段指定的时间内，监听用户感兴趣的文件描述符上的可读、可写、异常事件。 我们看一下select函数的原型： 我们可以看到select函数里面有五个参数，下面一次做一个说明： 1、nfds：指定被监听的文件描述符的总数，通常设置为select监听的所有文件描述符的中的最大值再加1（文件描述符是从0开始的）。 2、readfds、writefds、exceptfds这三个参数都是输入输出型参数，它们表示的是可读、可写、异常事件的文件描述符的集合。这三个参数做输入型参数的意思是：关心特定的文件描述符上的指定事件；这三个参数作为输出型参数的意思是：关心的事件发生了变化已经就绪。这三个参数的类型都是fd_set的指针类型的结构体，fd_set结构体仅包含一个整形数组，数组的每一位元素的每一位（bit）标记了一个文件描述符。fd_set所能包含的文件描述符的数量由FD_SETSIZE指定，这就限制了select处理的文件描述符的总量，这样select的服务就是有上限的。 我们在访问fd_set这个数据结构的时候还有几个宏来访问fd_set，集体如下： FD_ZERO（fd_set *fdset） //清除fdset所有位 FD_SET（int fd, fd_set *fdset） //设置fdset位 FD_CLR（int fd, fd_set *fdset） //清除fdset位 int FD_ISSET（nt fd, fd_set *fdset）//检查fdset是否被设置 3、timeout： 用来设置select函数的超时时间，select给我们提供了而一个微秒级的计时方式，如果timeout的成员tv_sec和tv_usec的成员都为0，select就会立即返回。 4、返回值： select成功时就会返回就绪（可读、可写、异常）的文件描述符的总数，在超时时间内没有任何文件描述符就绪返回0，如果select失败就会返回-1，设置errno为EINTR。
三、代码展示 select_server.c：
#include<stdio.h> #include<string.h> #include<stdlib.h> #include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<sys/select.h> #include<netinet/in.h> #include<arpa/inet.h> #include<fcntl.h> #include<unistd.h> int fds[sizeof(fd_set)*8]; static usage(const char* proc) { printf("usage :%s [local_ip] [local_port]\n",proc); } int startup(const char* ip,int port) { int sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); if(sock < 0) { perror("socket"); exit(2); } int opt = 1; setsockopt(sock,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&opt,sizeof(opt)); struct sockaddr_in local; local.sin_family = AF_INET; local.sin_port = htons(port); local.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);//点分十进制化为四字节 if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local)) < 0) { perror("bind"); exit(3); } if(listen(sock,10) < 0) { perror("listen"); exit(4); } return sock; } int main(int argc,char* argv[]) { if(argc != 3) { usage(argv[0]); return 1; } int listen_sock = startup(argv[1],atoi(argv[2])); printf("fd_set: %d\n",sizeof(fd_set)*8); int fds[sizeof(fd_set)]; int nums = sizeof(fds)/sizeof(fds[0]); int i = 0; for(; i < nums; i++) { fds[i] = -1; } fds[0] = listen_sock; int maxfd = -1; fd_set rfds;//读事件 fd_set wfds;//写事件 while(1) { int maxfd = -1; struct timeval timeout = {2,0}; FD_ZERO(&rfds); FD_ZERO(&wfds); i = 0; for(; i < nums;i++) { if(fds[i] == -1) { continue; } FD_SET(fds[i],&rfds); if(maxfd < fds[i]) { maxfd = fds[i]; } } switch(select(maxfd+1,&rfds,&wfds,NULL,&timeout)) { case -1: //select失败 perror("select"); break; case 0: //超过时间没有任何描述符就绪 printf("time out!\n"); break; default: //成功 { //at least one fd ready! i = 0; for(; i < nums;i++) { if(i == 0 && FD_ISSET(fds[i],&rfds))//listen_sock is ready, get connect { struct sockaddr_in client; socklen_t len = sizeof(client); int new_sock = accept(listen_sock,(struct sockaddr*)&client,&len); if(new_sock < 0) { perror("accept"); continue; } //accept只是获得了一个新的连接 但是不能保证读和写正常 //如果对面一直不发数据 那么就会一直处于read里的等待情况 就会导致服务器的不能正常运行 printf("get a new client: [%s:%d]\n",inet_ntoa(client.sin_addr),ntohs(client.sin_port)); int j = 1; for(; j < nums ; j++) { if(fds[j] == -1) { break; } } if(j == nums)//已经达到所能监听的文件描述符的最大值 只能关闭 { close(new_sock); } else { fds[j] = new_sock; } } else if(i != 0 && FD_ISSET(fds[i],&rfds))//normal fd is ready { char buf[1024]; ssize_t s = read(fds[i],buf,sizeof(buf)-1); if( s > 0) { buf[s] = 0; printf("client# %s\n",buf); FD_SET(fds[i],&wfds); } else if(s == 0) { printf("client is quit！\n"); close(fds[i]); fds[i] = -1; } else { perror("read"); close(fds[i]); fds[i] = -1; } } if(i !=0 && FD_ISSET(fds[i],&wfds))//普通的写操作 { const char* msg = "hello client!\n"; ssize_t s = write(fds[i],msg,strlen(msg)); if(s < 0) { perror("write"); } else { FD_CLR(fds[i],&wfds); } } } break; } } } close(listen_sock); return 0; }select_client.c：
#include<stdio.h> #include<string.h> #include<stdlib.h> #include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<sys/select.h> #include<arpa/inet.h> #include<fcntl.h> #include<unistd.h> #include<netinet/in.h> static usage(const char* proc) { printf("usage: [client_ip] [client_port]%s\n",proc); } int main(int argc,const char* argv[]) { if(argc != 3) { usage(argv[0]); return 1; } int sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); if(sock < 0) { perror("socket"); exit(2); } struct sockaddr_in server; server.sin_family = AF_INET; server.sin_port =htons(atoi(argv[2])); server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); if(connect(sock,(struct sockaddr*)&server,sizeof(server)) < 0) { perror("connect"); exit(3); } char buf[1024]; int fd; while(1) { printf("please Enter#: "); fflush(stdout); fd = dup(1); ssize_t s = read(0,buf,sizeof(buf)-1); if(s > 0) { buf[s-1] = 0; close(1); dup2(sock,1); printf("%s",buf); fflush(stdout); } else { perror("read"); exit(4); } dup2(fd,1); ssize_t _s = read(sock,buf,sizeof(buf)-1); if(_s > 0) { buf[_s] = 0; printf("server echo#: %s\n",buf); } } close(fd); close(sock); return 0; }四、运行结果 服务器端运行情况： 客户端的运行情况：
