select I/O多路复用

使用select函数的套接字
如果你想保持现有连接的同时，侦听新的连接，怎么办呢？
普通的做法（使用recv, accept是做不到的）。当使用accetp等待新的连接时，程序是阻塞的，也就没办法再同原有连接保持通信。
另一种做法是，使用非阻塞方式，但这会浪费了宝贵的CPU时间（你的不停的轮询轮询）。
有没有更好的办法呢？答案是肯定的 – 使用select函数。
select可以帮助你同时监听多个套接字。它会告诉你哪个套接字读数据就绪， 哪个套接字写数据就绪，哪个套接字发生错误。
使用select意味着使用I/O多路技术。

select函数头文件：
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

select函数原型：
int select(int numfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
详细信息可查看 man select
select()函数的参数说明：
numfds 是readfds，writefds，exceptfds 中fd 集合中文件描述符中最大的数字加上1。
readfds 中的fd 集合将由select 来监视是否可以读取。
writefds 中的fds 集合将由select 来监视是否可以写入。
exceptfds 中的fds 集合将由select 来监视是否有例外发生。
timeout 是用来设置等待超时的
返回值：
如果成功，则返回就绪的文件描述符的数量。超时一般返回0。错误返回-1。
这个timeval 结构定义如下：
struct timeval
{
int tv_sec ; /* 秒数 */
int tv_usec ; /* 微秒 */
} ;
只需要将tv_sec 设置为你想等待的秒数，然后设置tv_usec 为想等待的微秒数（真正
的时间就是tv_sec 所表示的秒数加上tv_usec 所表示的微秒数）。当select()函数返回的时候，timeval 中的时间将会被设置为执行为select()后还剩下的时间。

如果你想知道是是否可以从标准输入和一些套接字（sockfd）中读取数据，你就可以把文件描述符和sockfd 加入readfds 中。numfds 的数值设成readfds 中文件描述符中最大的那个加上一，也就是sockfd+1（因为标准输入的文件描述符的值为0 ，所以其他任何的文件描述符都会比标准输入的文件描述符大）。
当select()函数返回的时候，readfds 将会被修改用来告诉你哪一个文件描述符你可以用来读取数据。使用FD_ISSET() 宏，你可以选出select()函数执行的结果。

处理fd_set的宏：
FD_ZERO（fd_set *set）将一个文件描述符集合清零
FD_SET（int fd, fd_set *set）将文件描述符fd 加入集合set 中 – 这样select就会去监听它的状态。
FD_CLR（int fd, fd_set *set）将文件描述符fd 从集合set 中删除 – select不再去监听它的状态。
FD_ISSET（int fd, fd_set *set）检测fd在fdset集合中的状态是否变化。当检测到fd状态发送变化时返回真，否则，返回假。

下面程序，等待从标准输入输入数据，并打印所输入的数据。如果3秒内没输入（输入回车才算输入就绪），则打印超时或出错。

#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    fd_set fdsets;
    FD_ZERO(&fdsets);
    FD_SET(STDIN_FILENO, &fdsets);
    struct timeval timeout;
    timeout.tv_sec = 5;
    timeout.tv_usec = 0;
    char buff[50];
    if (select(2, &fdsets, NULL, NULL, &timeout)>0)
    {
        if (FD_ISSET(STDIN_FILENO, &fdsets))
        {
                scanf("%s", buff);
                printf("has input\n");
        }
    }
    else
    {
        printf("timeout or error!\n");
    }
    return 0;
}
        

下面是使用select同时侦听多个连接的例子：

#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<unistd.h>
#define PORT 1234
#define MAXSOCKFD 10
int main(int argc, char **argv)
{
    int sockfd,newsockfd,is_connected[MAXSOCKFD],fd;
    struct sockaddr_in addr;
    int addr_len = sizeof(struct sockaddr_in);
    fd_set readfds;
    char buffer[256];
    char msg[ ] ="Welcome to server!";
    
    if ((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0)
    {
        perror("socket"); 
        exit(1); 
    }
    bzero(&addr,sizeof(addr));
    addr.sin_family =AF_INET;
    addr.sin_port = htons(PORT);
    addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    if(bind(sockfd,&addr,sizeof(addr))<0)
    {
        perror("connect");
        exit(1);
    }
    if(listen(sockfd,3)<0)
    {
        perror("listen"); 
        exit(1); 
    }
    for(fd=0;fd<MAXSOCKFD;fd++) 
        is_connected[fd]=0;
    
    while(1)
    { 
        FD_ZERO(&readfds); 
        FD_SET(sockfd,&readfds); //用于侦听新连接
        
        for(fd=0;fd<MAXSOCKFD;fd++) 
        {
            if(is_connected[fd]) 
                FD_SET(fd,&readfds);  //已处理的连接加入select侦听            
        }
        if(!select(MAXSOCKFD,&readfds,NULL,NULL,NULL))
            continue;
        for(fd=0;fd<MAXSOCKFD;fd++) 
        {
            if(FD_ISSET(fd,&readfds))
            {
                if(sockfd = =fd) //一个未处理的连接
                {
                    if((newsockfd = accept (sockfd,&addr,&addr_len))<0) 
                        perror("accept");
                    write(newsockfd,msg,sizeof(msg));
                    is_connected[newsockfd] =1;
                    printf("cnnect from %s\n",inet_ntoa(addr.sin_addr));
                }
                else //已处理的连接有读就绪
                { 
                    bzero(buffer,sizeof(buffer)); 
                    if(read(fd,buffer,sizeof(buffer))<=0) //读数据失败，表明连接关闭
                    {
                        printf("connect closed.\n");
                        is_connected[fd]=0;
                        close(fd);
                    }
                    else //成功读取数据
                        printf("%s",buffer);
                }
            }
        }
    }
}