代碼：https://gitee.com/nanyi-c/linux/tree/master/day50
一、I/O多路轉接之select
1.初始select
系統提供select函數來實現多路復用輸入/輸出模型
- select系統調用是用來讓我們的程序監視多個文件描述符的狀態變化的
- 程序會停在select這里等待，直到被監視的文件描述符有一個或多個發生了狀態改變
2.select函數原型
select 是一個在 Unix 和類 Unix 操作系統中的系統調用，用于監控多個文件描述符，等待其中一個或多個文件描述符變得“就緒”。就緒可以意味著可讀、可寫或者發生異常
參數說明
| 參數 | 描述 |
|---|---|
| nfds | 這是你監控的文件描述符集（readfds、writefds、exceptfds）中最高文件描述符的編號加1。簡單來說，它是監控的文件描述符范圍的上限 |
| readfds | 輸入輸出型參數，只關心讀事件 |
| writefds | 輸入輸出型參數，只關心寫事件 |
| exceptfds | 輸入輸出型參數，只關心異常事件 |
| timeout | 輸入輸出型參數，設置為 NULL，select 將無限期阻塞，直到至少有一個文件描述符就緒。如果 timeout 設置為非 NULL 值，它將在指定的秒數和微秒數后超時 |
以下是 timeval 結構體的定義：
timeval結構用于描述一段時間長度，如果在這個時間內，需要監視的描述符沒有事件發生則發生函數返回，返回值為0
struct timeval {long tv_sec; /* seconds */long tv_usec; /* microseconds */
};
select 調用的返回值和含義如下：
- 返回值大于0：表示就緒的文件描述符數量。輸入輸出型參數
- 返回0：表示超時發生，沒有文件描述符就緒。
- 返回-1：表示出錯，并且設置
errno來指示錯誤類型。
錯誤值可能為：
-
EBADF 文件描述詞為無效的或該文件已關閉
-
EINTR 此調用被信號所中斷
-
EINVAL 參數n為負值
-
ENOMEM 核心內存不足
常見的程序片段如下：
fs_set readset;
FD_SET (fd, &readset);
select(fd+1, &readset, NULL, NULL, NULL) ;
if(FD_ISSET (fd, readse) ([....}
1.select要正常工作，需要借助一個輔助數組，來保存所有合法fd
2.每次使用都要重置
3.就緒了，循環檢測處理所有事件
關于fd_set結構
在Linux系統中，fd_set 是一個數據結構，用于表示一組文件描述符的集合。它通常與 select 系統調用一起使用，以便同時監控多個文件描述符的狀態（是否可讀、可寫或有異常發生）。
fd_set 是一個固定大小的位掩碼，其中每一位代表一個文件描述符。在內部，它通常是一個長整型數組，數組中的每個元素代表一定范圍內的文件描述符。由于 fd_set 的大小是固定的，所以它有一個最大文件描述符的限制，這個限制在 Linux 系統中通常是 FD_SETSIZE（通常定義為 1024）。
常見宏操作
FD_ZERO(fd_set *set)：將fd_set清零，即初始化fd_set，使其不包含任何文件描述符。FD_SET(int fd, fd_set *set)：將指定的文件描述符fd添加到fd_set集合中。FD_CLR(int fd, fd_set *set)：從fd_set集合中移除指定的文件描述符fd。FD_ISSET(int fd, fd_set *set)：檢查指定的文件描述符fd是否在fd_set集合中。這個宏在select調用后使用，以確定哪些文件描述符已經就緒。
3.理解select執行過程
理解 select 模型的關鍵在于理解 fd_set，為說明方便，取 fd_set 長度為 1 字節，fd_set 中的每一 bit 可以對應一個文件描述符 fd，則 1 字節長的 fd_set 最大可以對應 8 個 fd。
- 執行 fd_set set; FD_ZERO(&set); 則 set 用位表示是 0000,0000。
- 若 fd＝5，執行 FD_SET(fd,&set); 后 set 變為 0001,0000（第 5 位置為 1）。
- 若再加入 fd＝2，fd=1，則 set 變為 0001,0011。
- 執行 select(6,&set,0,0,0) 阻塞等待。
- 若 fd=1，fd=2 上都發生可讀事件，則 select 返回，此時 set 變為 0000,0011
注意 ：沒有事件發生的 fd=5 被清空。
4.socket就緒條件
讀就緒
- socket 內核中，接收緩沖區中的字節數，大于等于低水位標記 SO_RCVLOWAT，此時可以無阻塞的讀取該文件描述符，并且返回值大于 0。
- socket TCP 通信中，對端關閉連接，此時對該 socket 讀，則返回 0。
- 監聽 socket 上有新的連接請求。
- socket 上有未處理的錯誤。
寫就緒
- socket 內核中，發送緩沖區中的可用字節數（發送緩沖區的空閑位置大小），大于等于低水位標記 SO_SNDLOWAT，此時可以無阻塞的寫，并且返回值大于 0。
- socket 的寫操作被關閉（close 或者 shutdown），如果此時進行寫操作的話，會觸發 SIGPIPE 信號。
- socket 使用非阻塞 connect 連接成功或失敗之后，socket 上有未讀取的錯誤。
異常就緒
- socket上收到帶外數據，關于帶外數據，和TCP緊急模式相關（回憶TCP協議頭中，有一個緊急指針的字段）
二、SelectServer.hpp
1.基礎框架
2.設計Loop
測試
每隔3s輪詢一次
如果設置為nullptr，那么就永久阻塞式等待，直到有新鏈接
無論哪種方式我們建立鏈接時，服務器會瘋狂輸出，這是因為我們還沒有對收到新鏈接后怎么做
如果事件就緒，但是不處理，select會一直通知我，直到我處理了
我們重新設置一下
此時便不會瘋狂輸出，還會顯示剩余時間
時間就緒后就可以處理事件了，在rfds內
因為rfds是輸入輸出型參數，這里已經返回了哪些事已經就緒的
處理事件
首先我們要判斷我們的文件描述符是不是就緒的，如果是，就可以建立連接了
測試
已經獲得了一個新的sockfd
接下來我們可以讀取嗎？絕對不能讀！讀取的時候，條件不一定滿足（建立連接–》不發請求，（底層沒有數據）讀的時候被阻塞，單進程絕對掛掉）
誰最清楚底層fd的數據是否就緒了呢？？通過select！
想辦法把新的fd添加給select，由select統一進行監管。
select 為什么等待的fd會越來越多？？
只要將新的fd，添加到fd_array中即可
初始化數組，并且把0號位給listen套接字
重新設計Loop，并且找到最大的文件fd，使用for循環可以處理多個文件描述符，進行動態更新和確定最大文件描述符
添加一個debug函數便于我們調試以及查看信息
HandlerEvent函數負責檢測哪些文件描述符就緒，并根據它們是監聽套接字還是普通套接字來調用相應的處理函數。
處理新鏈接，并把新鏈接的fd添加到fd_array中
處理普通fd就緒 進行IO
測試
三、select總結
小結：
- select要正常工作，需要借助一個輔助數組，來保存所有合法fd
- 每次使用都要重置
- 就緒了，循環檢測處理所有事件
缺點
- 每次調用 select，都需手動設置 fd 集合，從接口使用角度來說也非常不便。
- 每次調用 select，都需要把 fd 集合從用戶態拷貝到內核態，這個開銷在 fd 很多時會很大。
- 同時每次調用 select 都需要在內核遍歷傳遞進來的所有 fd，這個開銷在 fd 很多時也很大。
- select 可監控的文件描述符數量太少。
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