一、select模型特點
select是傳統的IO多路復用模型，與其他IO多路復用模型（如epoll，kqueue）不同的是，select函數能夠同時監聽多個socket句柄的可讀、可寫和異常等事件。當某個socket句柄上的事件發生變化時，select函數就會返回，並將所有發生變化的socket句柄集合返回給用戶程序，用戶程序可以通過遍歷這個集合來逐個處理socket事件。
select模型具有較好的兼容性，在大多數操作系統和編程語言中都有實現。同時，由於是同步阻塞模型，所以在並發訪問不太密集的場景下，具有較好的穩定性。
但是，由於select模型每次只能監聽1024個socket句柄（Windows下更少），因此在高並發訪問的場景下，不太適合使用。
二、在IO多路復用模型中使用select
在IO多路復用模型中，使用select函數來監聽多個socket句柄的事件，等待有事件發生時處理這些事件。
首先需要用fd_set數據類型來表示要監聽的socket集合，通常只需要用到其中的“讀就緒”信號。通過調用select函數，並傳入要監聽的socket集合（也可以分成多個集合）以及超時時間，等待其中任何一個socket句柄的事件發生。
當select函數返回時，需要遍歷返回的socket集合，並逐個處理事件，比如接收客戶端連接請求、讀取數據、寫入數據等操作。
三、select模型的作用
select模型的主要作用是實現並發訪問和事件監聽，並且既可以用於客戶端，也可以用於服務器端。
在服務器端，select模型可以監聽多個客戶端的請求，並響應這些請求。通過即時地處理請求，可以大大提高服務器端的響應能力和並發處理能力，實現高性能的服務器端應用。
在客戶端，select模型可以實現同時請求多個資源，提高訪問效率，減少用戶等待時間。
四、select模型的應用場景
由於select模型在IO多路復用模型中最古老、最基礎，因此在某些場景下，仍然可能是最佳選擇。
比如在簡單的網絡應用中，select模型可以通過監聽多個連接，實現並發訪問和快速響應。在一些低流量場景下，由於沒有高並發訪問，因此可以保證穩定性。
同時，在學習網絡編程時，也可以先從select模型開始，了解IO多路復用模型的基礎知識。
五、select模型服務器
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/time.h>
#define BUF_SIZE 100
int main(int argc, char *argv[])
{
int serv_sock, clnt_sock;
struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
socklen_t adr_sz;
int fd_max, str_len, fd_num, i;
char buf[BUF_SIZE];
fd_set reads, cpy_reads;
struct timeval timeout;
if(argc!=2) {
printf("Usage : %s \n", argv[0]);
exit(1);
}
serv_sock=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
serv_adr.sin_family=AF_INET;
serv_adr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
serv_adr.sin_port=htons(atoi(argv[1]));
if(bind(serv_sock, (struct sockaddr*)&serv_adr, sizeof(serv_adr))==-1)
exit(1);
if(listen(serv_sock, 5)==-1)
exit(1);
FD_ZERO(&reads);
FD_SET(serv_sock, &reads);
fd_max=serv_sock;
while(1)
{
cpy_reads=reads;
timeout.tv_sec=5;
timeout.tv_usec=5000;
if((fd_num=select(fd_max+1, &cpy_reads, 0, 0, &timeout))==-1)
break;
if(fd_num==0)
continue;
for(i=0; i<fd_max+1; i++)
{
if(FD_ISSET(i, &cpy_reads))
{
if(i==serv_sock) // connection request!
{
adr_sz=sizeof(clnt_adr);
clnt_sock=accept(serv_sock, (struct sockaddr*)&clnt_adr, &adr_sz);
FD_SET(clnt_sock, &reads);
if(fd_max<clnt_sock)
fd_max=clnt_sock;
printf("connected client: %d \n", clnt_sock);
}
else // read message!
{
str_len=read(i, buf, BUF_SIZE);
if(str_len==0) // close request!
{
FD_CLR(i, &reads);
close(i);
printf("closed client: %d \n", i);
}
else
{
write(i, buf, str_len); // echo!
}
}
}
}
}
close(serv_sock);
return 0;
}
六、select模型工作原理
select模型基於IO多路復用機制，使用select函數來監聽多個socket句柄的事件，等待有事件發生時處理這些事件。當有事件發生時，select函數就會返回，並將所有發生變化的socket句柄集合返回給用戶程序，用戶程序可以通過遍歷這個集合來逐個處理socket事件。
在實現過程中，需要用fd_set數據類型來表示要監聽的socket集合，通過調用select函數，並傳入要監聽的socket集合以及超時時間，等待其中任何一個socket句柄的事件發生。當select函數返回時，需要遍歷返回的socket集合，並逐個處理事件。
七、我們所熟知的網絡IO模型select
在網絡編程中，select模型是最早、也是最為流行的網絡IO模型之一。
select模型的核心思想是使用select函數來監聽多個socket句柄，等待它們的讀寫ready事件，從而實現並發收發數據，提高網絡傳輸效率。
由於其簡單易懂、兼容性強、用途廣泛，因此仍然被廣泛應用在各類網絡應用中。
八、select模型的編程步驟
使用select模型進行網絡編程的步驟如下：
1. 創建socket。
2. 初始化（綁定）socket地址。
3. 調用listen函數，將socket設置為監聽狀態，等待客戶端連接請求。
4. 創建fd_set類型的變量，用於存儲要監聽的socket集合。
5. 將要監聽的socket加入到fd_set類型變量中。
6. 調用select函數，等待socket事件發生，返回有事件發生的socket集合。
7. 遍歷socket集合，處理所有事件。
8. 關閉socket。
九、select模型能突破1024嗎？
select模型最多只能監聽1024個socket句柄，無法處理更大的並發訪問量。為了解決這個問題，後來出現了更先進的IO多路復用模型，比如epoll和kqueue，它們能夠監聽更多的socket句柄。
雖然select模型的並發能力相對較弱，但在某些場景下仍然有其獨特的優勢，比如在低流量、低並發的網絡應用中。
結語
以上是對select模型的詳細闡述，希望能夠對讀者理解IO多路復用模型、網絡編程等方面有所啟發。同時，本文也為讀者提供了一個基於select模型的簡單服務器端代碼示例。
原創文章，作者：QROTG，如若轉載，請註明出處：https://www.506064.com/zh-hant/n/371885.html
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