上一小节讲到可以实现多客户端与服务器进行通讯，对于每一个客户端的连接请求，服务器都要分配一个进程进行处理。对于多用户连接时，服务器会受不了的，而且还很消耗资源。据说有个select函数可以用，好像还很NB的样子。
使用select多路转换处理聊天程序
下面摘取APUE 14.5小结 I/O多路转接
当从一个描述符读，然后又写到另一个描述符时，可以在下列形式的循环中循环中使用阻塞I/O：
while((n = read(STDIN_FILENO, buf, BUFFSIZ))>0)
if(write(STDOUT_FILENO, buf, n)!=n)
err_sys("write error");
这种形式的阻塞I/O到处可见。但是如果必须从两个描述符读，又将如何呢？如果仍旧使用阻塞I/O，那么就可能长时间阻塞在一个描述符上，而另一个描述符虽有很多数据却不能得到及时处理。所以为了处理这种情况显然需要另一种不同的技术。
方法一：也就是上一小节使用的方法，使用多进程。每一个进程处理一个描述符
方法二：和上面相似的，使用多线程，不同的线程处理不同的描述符
方法三：仍然使用一个进程执行该程序，但使用非阻塞I/O读取数据。然后对所有的描述符进行遍历一遍，判断对应的描述符是否有数据，如果有就读取，如果没有就立即返回。这种办法就是轮询(polling)
方法四：异步I/O。其基本的思想是进程告诉内核，当一个描述符已经准备好可以进行I/O时，用一个信号通知它。
方法五：这是一种比较好的办法。叫做I/O多路转换(I/O multiplexing)。先构造一张有关描述符的列表，然后调用一个函数，直到这些描述符中的一个已经准备好进行I/O时，该函数才会返回。在返回时，它高数进程哪些描述符已经准备好可以进行I/O。
poll,pselect和select这三个函数使我们能够执行I/O多路转换。本程序只使用select函数。
#include <sys/select.h>
int select (int maxfdp1, fd_set *restrict readfds, fd_set *restrict writefds, fd_set *restrict exceptfds, struct time val *restrict tvptr); //返回值：准备就绪的描述符数，若超时则返回0，否则出错返回-1
select 函数讲解
FD_ISSET判断描述符fd是否在给定的描述符集fdset中，通常配合select函数使用，由于select函数成功返回时会将未准备好的描述符位清零。通常我们使用FD_ISSET是为了检查在select函数返回后，某个描述符是否准备好，以便进行接下来的处理操作。
fd_set数据类型的操作
#include <sys/select.h>
int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset); //判断fd是否在fdset中
void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset); //进fd从fdset中取出
void FD_SET(int fd, fd_set *fdset); //将fd放入fdset
void FD_ZERO(fd_set *fdset); //将fdset清空
timeval结构分析
struct timeval{
long tv_sec; //seconds
long tv_usec; //and microseconds
};
client.c的代码没有改
server.c的代码如下
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <errno.h>
4 #include <string.h>
5 #include <netdb.h>
6 #include <sys/types.h>
7 #include <sys/socket.h>
8 #include <sys/time.h>
9 #include <sys/un.h>
10 #include <sys/ioctl.h>
11 #include <sys/wait.h>
12 #include <sys/select.h>
13 #include <netinet/in.h>
14 #include <arpa/inet.h>
15
16 #define SERVER_PORT 12138
17 #define BACKLOG 20
18 #define MAX_CON_NO 10
19 #define MAX_DATA_SIZE 4096
20
21 int MAX(int a,int b)
22 {
23 if(a>b) return a;
24 return b;
25 }
26
27 int main(int argc,char *argv[])
28 {
29 struct sockaddr_in serverSockaddr,clientSockaddr;
30 char sendBuf[MAX_DATA_SIZE],recvBuf[MAX_DATA_SIZE];
31 int sendSize,recvSize;
32 int sockfd,clientfd;
33 fd_set servfd,recvfd;//用于select处理用的
34 int fd_A[BACKLOG+1];//保存客户端的socket描述符
35 int conn_amount;//用于计算客户端的个数
36 int max_servfd,max_recvfd;
37 int on=1;
38 socklen_t sinSize=0;
39 char username[32];
40 int pid;
41 int i;
42 struct timeval timeout;
43
44 if(argc != 2)
45 {
46 printf("usage: ./server [username]\n");
47 exit(1);
48 }
49 strcpy(username,argv[1]);
50 printf("username:%s\n",username);
51
52 /*establish a socket*/
53 if((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)
54 {
55 perror("fail to establish a socket");
56 exit(1);
57 }
58 printf("Success to establish a socket...\n");
59
60 /*init sockaddr_in*/
61 serverSockaddr.sin_family=AF_INET;
62 serverSockaddr.sin_port=htons(SERVER_PORT);
63 serverSockaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
64 bzero(&(serverSockaddr.sin_zero),8);
65
66 /*
67 * SOL_SOCKET.SO_REUSEADDR 允许重用本地地址
68 * */
69 setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on));
70
71 /*bind socket*/
72 if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)&serverSockaddr,sizeof(struct sockaddr))==-1)
73 {
74 perror("fail to bind");
75 exit(1);
76 }
77 printf("Success to bind the socket...\n");
78
79 /*listen on the socket*/
80 if(listen(sockfd,BACKLOG)==-1)
81 {
82 perror("fail to listen");
83 exit(1);
84 }
85
86 timeout.tv_sec=1;//1秒遍历一遍
87 timeout.tv_usec=0;
88 sinSize=sizeof(clientSockaddr);//注意要写上，否则获取不了IP和端口
89
90 FD_ZERO(&servfd);//清空所有server的fd
91 FD_ZERO(&recvfd);//清空所有client的fd
92 FD_SET(sockfd,&servfd);
93 conn_amount=0;
94 max_servfd=sockfd;//记录最大的server端描述符
95 max_recvfd=0;//记录最大的client端的socket描述符
96 while(1)
97 {
98 FD_ZERO(&servfd);//清空所有server的fd
99 FD_ZERO(&recvfd);//清空所有client的fd
100 FD_SET(sockfd,&servfd);
101 //timeout.tv_sec=30;//可以减少判断的次数
102 switch(select(max_servfd+1,&servfd,NULL,NULL,&timeout))//为什么要+1，是因为第一个参数是所有描述符中最大的描述符fd号加一，原因的话在APUE中有讲，因为内部是一个数组，第一个参数是要生成一个这样大小的数组
103 {
104 case -1:
105 perror("select error");
106 break;
107 case 0:
108 //在timeout时间内，如果没有一个描述符有数据，那么就会返回0
109 break;
110 default:
111 //返回准备就绪的描述符数目
112 if(FD_ISSET(sockfd,&servfd))//sockfd 有数据表示可以进行accept
113 {
114 /*accept a client‘s request*/
115 if((clientfd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)&clientSockaddr, &sinSize))==-1)
116 {
117 perror("fail to accept");
118 exit(1);
119 }
120 printf("Success to accpet a connection request...\n");
121 printf(">>>>>> %s:%d join in!\n",inet_ntoa(clientSockaddr.sin_addr),ntohs(clientSockaddr.sin_port));
122 //每加入一个客户端都向fd_A写入
123 fd_A[conn_amount++]=clientfd;
124 max_recvfd=MAX(max_recvfd,clientfd);
125 }
126 break;
127 }
128 //FD_COPY(recvfd,servfd);
129 for(i=0;i<MAX_CON_NO;i++)//最大队列进行判断，优化的话，可以使用链表
130 {
131 if(fd_A[i]!=0)
132 {
133 FD_SET(fd_A[i],&recvfd);//对所有还连着服务器的客户端都放到fd_set中用于下面select的判断
134 }
135 }
136
137 switch(select(max_recvfd+1,&recvfd,NULL,NULL,&timeout))
138 {
139 case -1:
140 //select error
141 break;
142 case 0:
143 //timeout
144 break;
145 default:
146 for(i=0;i<conn_amount;i++)
147 {
148 if(FD_ISSET(fd_A[i],&recvfd))
149 {
150 /*receive datas from client*/
151 if((recvSize=recv(fd_A[i],recvBuf,MAX_DATA_SIZE,0))==-1)
152 {
153 //perror("fail to receive datas");
154 //表示该client是关闭的
155 printf("close\n");
156 FD_CLR(fd_A[i],&recvfd);
157 fd_A[i]=0;//表示该描述符已经关闭
158 }
159 else
160 {
161 printf("Client:%s\n",recvBuf);
162 //可以判断recvBuf是否为bye来判断是否可以close
163 memset(recvBuf,0,MAX_DATA_SIZE);
164 }
165 }
166 }
167 break;
168 }
169
170 }
171 return 0;
172 }
运行后的截图结果
可以看出三个客户端都可以随时连接到服务器，并且发送数据给服务器。实现的效果跟上一节的多进程实现是一样的。毕竟没有大量客户端进行连接，所以就看不出效果，从书中和网上介绍说，这样可以提高某些方面的性能。
下一节将介绍服务器端向各个还在线的客户端进行发送数据，实现交互。然后再实现聊天室功能，大概的思路就是对接收到的数据进行转发。
参考资料: http://www.cnblogs.com/gentleming/archive/2010/11/15/1877976.html
本文出处: http://www.cnblogs.com/wunaozai/p/3870338.html