《Linux網路開發必學教程》4_嚐鮮 seclect 多路複用

問題：如何增強服務端能力，同時支援多個客戶端？

Linux 的設計哲學：一切皆檔案

Linux 中的檔案是什麼？

俠義：
- 檔案系統中物理意義上的檔案（邏輯上關聯的資料集合）
廣義：
- 裝置，通道，記憶體，。。。
- Linux 管理的一切物件

理解檔案描述符

檔案描述符是一個非負整數，本質是一個控制程式碼
一切對使用者（程式設計師）透明的資源標識都可以看作控制程式碼
使用者使用檔案描述符（控制程式碼）與核心互動
核心通過檔案描述符操作對應資源的資料結構

一切皆檔案的意義

統一各種裝置的操作方式（open,read,write,close）
如：
- IO 裝置（命令列，顯示器）
- 網路裝置（網路卡）
- ...

程式設計實驗：以檔案方式操作命令列

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    int iofd = 0;
    char s[] = "D.T.SoftWare\n";
    int len = 0;

    write(iofd, s, sizeof(s));

    len = read(0, s, 5);

    s[len] = 0;

    printf("%s\n", s);

    return 0;
}

輸出：

book@100ask:~/Desktop$ ./a.out 
D.T.SoftWare
12345
12345
book@100ask:~/Desktop$ 

...

book@100ask:~/Desktop$ ./a.out 
D.T.SoftWare
12345678
12345                              // 注意這裡為什麼只輸出了 12345
book@100ask:~/Desktop$ 678         // 注意這裡為什麼輸出 678
678: command not found

答：在 a.out 應用程式中輸入了"12345678",但應用程式只讀取了 5 個字元，即"12345"。當應用程式結束，a.out所在終端取得所有權，得到 "678", 並嘗試將其當作命令解析

事件相關函式的分類

阻塞式函式
- 函式呼叫後需要等待某個事件發生後才會返回
非阻塞式函式
- 函式呼叫後能夠及時返回（僅標記等待的事件）
- 事件發生後以回撥方式傳遞

阻塞 VS 輪詢

輪詢指依序訪問每一個相關裝置是否需要服務的方式
輪詢可用於解決阻塞函式導致程式無法繼續執行的問題

神奇的 select() 函式

select() 用於監視指定的檔案符是否產生事件
可通過輪詢的方式檢測目標檔案（事件產生則標記發生變化）
根據事件型別做出具體處理（如：讀資料）

int select(int maxfd,                    // maxfd = n(最大的檔案描述符 ) + 1，標記監聽的描述符範圍 [0 - maxfd-1]
    fd_set *readset,                     // 檢查可讀性
    fd_set *writeset,                    // 檢查可寫性
    fd_set *exceptset,                   // 檢查異常
    const struct timeval *timeout);      // 等待 IO 的時長

select() 函式的使用步驟

select() 相關資料型別及操作

fd_set 的每一位標識一個檔案描述符，當某一位為 1，則表示監聽

* FD_SERO(fd_set *fdset);         // 將 fd_set 變數的所有位設定為0
* FD_SET(int fd, fd_set*fdset);   // 在 fd_set 中指定要監聽的 fd
* FD_CLR(int fd, fd_set*fdset);   // 在 fd_set 中剔除 fd, 不再監聽
* FD_ISSET(int fd, fd_set*fdset); // 在 fd_set 產看是否包含 fd

程式設計實驗：select() 初體驗

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

int main()
{
    int iofd = 0;
    char s[] = "D.T.SoftWare";
    int len = 0;
    fd_set reads = {0};
    fd_set temps = {0};
    struct timeval timeout = {0};

    FD_ZERO(&reads);
    FD_SET(iofd, &reads);

    while (1) {
        int r = -1;

        temps = reads; // NOTICE !!!

        timeout.tv_sec  = 0;
        timeout.tv_usec = 50000;

        r = select(1, &temps, 0, 0, &timeout);

        if (r > 0) {
            len = read(iofd, s, sizeof(s)-1);

            s[len] = 0;

            printf("Input: %s\n", s);
        }
        else if (r == 0) {
            static int count = 0;

            usleep(10000);

            count++;

            if (count > 100) {
                printf("do something slse\n");

                count = 0; 
            }
        }
        else {
            break;
        }
    }

    return 0;
}

輸出：

book@100ask:~/Desktop$ ./a.out
hello word
Input: hello word

do something slse
...
...

思考：使用 select() 函式可以擴充套件服務端功能嗎？如果可以，具體怎麼實現？

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