简介
IO复用：让进程等待一系列IO条件而不是一个IO条件
通过select和poll函数我们可以同时监听多个描述符，在描述符就绪时进行对应的操作。
select
定义：
//maxfdpl: 待测试的描述符个数
//返回就绪描述符的个数，若超时则为0， 若出错则为-1
int select(int maxfdpl,
fd_set *readset,
fd_set *writeset,
fd_set *exceptset,
struct timeval *timeout);
//超时选项
//NULL:wait forever;0:don't wait
struct timeval {
long tv_sec; /* seconds */
long tv_usec; /* and microseconds */
};
//每个fds_bit的每一位对应一个描述符
typedef struct fd_set {
int fds_bits[FD_SETSIZE/sizeof(int)/NBBY]; /* NBBY=bits in a byte ; usually 8*/
} fd_set;
#define FD_SETSIZE 1024 /* fd_set中描述符的总数 */
void FD_ZERO(fd_set *fdset); /* clear all bits in fdset */
void FD_SET(int fd, fd_set *fdset); /* turn on the bit for fd in fdset */
void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset); /* turn off the bit for fd in fdset */
void FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset); /* is the bit for fd on in fdset ? */
select的使用方法：
int fds[FD_SETSIZE]; 保存当前所有描述符
fd_set rset, wset, eset; //定义读、写、异常对应的fd_set
//初始化fd_set，非常重要且不能省略，因为如果不初始化可能会影响FD_ISSET的调用结果
FD_ZERO(&rset);
FD_ZERO(&wset);
FD_ZERO(&eset);
for (;;) {
//在循环中调用select
select(FD_SETSIZE, &rset, &wset, &eset, NULL);
//遍历当前所有的fd，处理就绪的fd
for (int i = 0; i < FD_SETSIZE; i++)
{
if (FD_ISSET(fds[i], &rset))
{
//handle read
}
if (FD_ISSET(fds[i], &wset))
{
//handle write
}
if (FD_ISSET(fds[i], &eset))
{
//handle exception
}
}
}
fd_set的限制
在很早之前就看到网上的介绍说select在描述符个数上是有限制的，现在终于知道这个限制是从哪来的了，这实际上跟fd_set的实现机制有关。
fd_set中使用int数组中的各个位来保存多个描述符的状态，这个数组称为描述符集，比如数组的第一个数有32位，那么第一个数的每一位就表示第0~31个描述符的状态，这样一来当我们调用FD_ISSET来判断某一个描述符状态时，我们只需要找到其对应的位判断其是0或者1就行了；同理当我们需要设置某个描述符状态时，只需要设置对应的位的状态即可。而fd_set中数组的大小是通过FD_SETSIZE这个值算出来的，FD_SETSIZE是一个宏定义，通常它的默认值比较小，在我的mac上查看其默认值是1024，也就是说在我的mac上select能够支持的最大的描述符数量是1024个。当然FD_SETSIZE也可以重新定义，但如果要调整需要重新编译内核。
描述符读就绪条件
- 接收缓冲区数据字节数大于低水位（默认是1），这时读取操作返回大于0
- 读半关闭，也就是对端发来了FIN，这时返回0，也就是EOF
- 当前套接字是监听套接字，而且已完成连接数不为0，这时可以进行accept操作
- 描述符上有套接字错误需要处理
描述符写就绪条件
- 发送缓冲区数据字节数大于低水位（通常为2048）；
- 套接字已连接或不需要连接（UDP）
- 写半关闭，这时如果再写会收到
SIGPIPE信号 - 使用非阻塞式
connect的套接字已建立连接或者connect失败 - 描述符上有套接字错误需要处理
shutdown&close
有两个函数可以关闭套接字：shutdown和close，它们的区别如下：
close会将引用计数减1，当计数为0时关闭套接字；shutdown可以直接触发关闭。close会终止读和写两个方向；shutdown可以通过参数howto指定关闭某个方向
int close(int fd);
int shutdown(int fd, int howto);
/*
* howto arguments for shutdown(2), specified by Posix.1g.
*/
#define SHUT_RD 0 /* shut down the reading side */
#define SHUT_WR 1 /* shut down the writing side */
#define SHUT_RDWR 2 /* shut down both sides */
poll
poll和select的功能类似，也支持IO复用，但是poll没有使用描述符集，而是使用pollfd这种结构来表示描述符的状态。
//nfds:array的长度，受进程能打开的最大文件数限制
//返回就绪描述符的个数，若超时则为0， 若出错则为-1
int poll(struct pollfd *fdarray, unsigned long nfds, int timeout);
struct pollfd {
int fd; /* descriptor to check */
short events; /* events of intrests on fd */
short revents; /* events that occurred on fd */
};
poll的使用方法：
struct pollfd pollfds[OPEN_MAX]; //定义pollfd数组，将需要监听的描述符保存起来
for (;;)
{
//在循环中调用poll
poll(pollfds, OPEN_MAX, INFTIM);
for (int i = 0; i < OPEN_MAX; i++)
{
//遍历pollfd数组处理就绪的描述符
struct pollfd pfd = pollfds[i];
if (pfd.revents & POLLIN) {
//handle read
}
if (pfd.revents & POLLOUT) {
//handle write
}
}
}
poll识别的数据类型：普通(normal)、优先级带(priority band)、高优先级(high priority);
这些术语来自基于流的实现。（没太明白，先标记下）
events常量列举：
| 常量 | 出现在events | 出现在revents | 说明 |
|---|---|---|---|
| POLLIN | y | y | 普通或优先级带数据可读 |
| POLLRDNORM | y | y | 普通数据可读 |
| POLLRDBAND | y | y | 优先级带数据可读 |
| POLLPRI | y | y | 高优先级带数据可读 |
| POLLOUT | y | y | 普通数据可写 |
| POLLWRNORM | y | y | 普通数据可写 |
| POLLWRBAND | y | y | 优先级带数据可写 |
| POLLERR | n | y | 发生错误 |
| POLLHUP | n | y | 发生挂起 |
| POLLNVAL | n | y | 描述符不是一个打开的文件 |
poll的就绪条件：
- 所有正规TCP数据和所有UDP数据视为普通数据
- TCP带外数据视为优先级带数据
- 当TCP读半关闭时（收到对端传来的FIN），也视为普通数据，随后的读操作将返回0
- TCP连接存在错误既可以视为普通数据，也可以视为错误（
POLLERR）。随后的读操作将返回-1，并设置全局的errno变量。 - 监听套接字上有新的连接既可以视为普通数据，也可以视为优先级数据。
- 非阻塞式的
connect的完成视为使对应的套接字可写。
总结
select和poll都支持IO复用，其思路都是调用函数监听多个描述符，当有描述符就绪或者超时的时候函数调用就会返回，对应的描述符集合状态也会改变，这时候再遍历描述符集合，处理其中就绪的部分即可。
这种方式在需要监听的描述符比较小，或者是每次就绪的描述符很多的情况下比较有效；但当描述符很多而且每次只有少数描述符就绪时，效率就比较低了。后面出现的epoll就避免了这种线性遍历的问题。
另外select还受FD_SETSIZE的限制，只能处理较少的描述符，而poll则没有这个限制。poll监听的集合大小只受进程能打开的文件数量(RLIMIT_NOFILE)的限制。
