Select 函数在Unix Socket中实现多个客户端收发

linux 的socket函数分为阻塞和非阻塞两种方式，比如accept函数，在阻塞模式下，它会一直等待有客户连接。而在非阻塞情况下，会立刻返回。我们一般都希望程序能够运行在非阻塞模式下。一种方法就是做一个死循环，不断去查询各个socket的状态，但是这样会浪费大量的cpu时间。解决这个问题的一个方法就是使用select函数。使用select函数可以以非阻塞的方式和多个socket通信。当有socket需要处理时，select函数立刻返回，期间并不会占用cpu时间。



例程分析：

#include
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#define MYPORT 1234 // 侦听端口

#define BACKLOG 5 // 最大可连接客户端数量

#define BUF_SIZE 200

int fd_A[BACKLOG]; // 连接的FD数组
int conn_amount; // 当前连接的数量


void showclient()
{
int i;
printf("client amount: %d\n", conn_amount);
for (i = 0; i < BACKLOG; i++)
{
printf("[%d]:%d ", i, fd_A[i]);
}
printf("\n\n");
}

int main(void)
{
int sock_fd, new_fd; // 侦听sock_fd, 新连接new_fd
struct sockaddr_in server_addr; // server address information
struct sockaddr_in client_addr; // connector's address information
socklen_t sin_size;
int yes = 1;
char buf[BUF_SIZE];
int ret;
int i;


//创建侦听Socket
if ((sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
{
perror("Create listening socket error!");
exit(1);
}
//配置侦听Socket
//SO_REUSEADDR BOOL 允许套接口和一个已在使用中的地址捆绑。
if (setsockopt(sock_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof(int)) == -1)
{
perror("setsockopt error!");
exit(1);
}

server_addr.sin_family = AF_INET; // host byte order
server_addr.sin_port = htons(MYPORT); // short, network byte order
server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // automatically fill with my IP
memset(server_addr.sin_zero, '\0', sizeof(server_addr.sin_zero));

//绑定新创建的Socket到指定的IP和端口
if (bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1)
{
perror("bind error!");
exit(1);
}
//开始侦听，最大连接数为BACKLOG
if (listen(sock_fd, BACKLOG) == -1)

{
perror("listen error!");
exit(1);
}

printf("listen port %d\n", MYPORT);

//监控文件描述符集合
fd_set fdsr;
//监控文件描述符集合中最大的文件号
int maxsock;
//Select超时返回的时间。
struct tim tv;

conn_amount = 0;
sin_size = sizeof(client_addr);
maxsock = sock_fd;
while (1)
{

// 初始化文件描述符集合 initialize file descriptor set
FD_ZERO(&fdsr);
// 把Sock_fd加入到文件描述符集合
FD_SET(sock_fd, &fdsr);

// 超时设置30秒
https://www.doczj.com/doc/2217882886.html,_sec = 30;
https://www.doczj.com/doc/2217882886.html,_usec = 0;

// 把活动的socket的句柄加入到文件描述符集合中
for (i = 0; i < BACKLOG; i++)
{
if (fd_A[i] != 0)
{
FD_SET(fd_A[i], &fdsr);
}
}
//Select 函数原型
//int select（nfds， readfds， writefds， exceptfds， timeout）
//nfds: select监视的文件句柄数,视进程中打开的文件数而定，一般设为呢要监视各文件中的

//最大文件号加一
//readfds:select监视的可读文件句柄集合
//writefds:select监视的可写文件句柄集合。
//exceptfds:select监视的异常文件句柄集合。
//timeout:本次select的超时结束时间。

ret = select(maxsock + 1, &fdsr, NULL, NULL, &tv);

if (ret < 0)
{
perror("select error!");
break;
}
else if (ret == 0)
{
printf("timeout\n");
continue;
}

// 轮询各个文件描述符（socket）
for (i = 0; i < conn_amount; i++)
{
//FD_ISSET（int fd， fdset *fdset）：检查fdset联系的文件句柄fd是否可读写，

// >0表示可读写。
if (FD_ISSET(fd_A[i], &fdsr))
{
//接收数据
ret = recv(fd_A[i], buf, sizeof(buf), 0);
if (ret <= 0) //接收数据出错
{
printf("client[%d] close\n", i);
close(fd_A[i]);
FD_CLR(fd_A[i], &fdsr);
fd_A[i] = 0;
}
else // 数据接收成功
{
//将接收数据的最后一位补0
if (ret < BUF_SIZE)

memset(&buf[ret], '\0', 1);
printf("client[%d] send:%s\n", i, buf);
}
}
}

// 检查是否有新连接进来，如果有新连接进来，接收连接，生成新socket，

//并加入到监控文件描述符集合中。
if (FD_ISSET(sock_fd, &fdsr))
{
//接受连接
new_fd = accept(sock_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &sin_size);
if (new_fd <= 0)
{
perror("accept socket error!");
continue;
}

// 将新的连接加入到监控文件描述符集合
if (conn_amount < BACKLOG)
{
fd_A[conn_amount++] = new_fd;
printf("new connection client[%d] %s:%d\n", conn_amount

,inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));
if (new_fd > maxsock)
maxsock = new_fd;
}
else
{
printf("max connections arrive, exit\n");
send(new_fd, "bye", 4, 0);
close(new_fd);
break;
}
}
showclient();
}

// 关闭所有连接
for (i = 0; i < BACKLOG; i++)
{
if (fd_A[i] != 0)
{
close(fd_A[i]);
}
}
exit(0);
}