12.1 基於I/O複用的伺服器端

1.       多程序伺服器端的缺點

    為了構建併發伺服器，只要有客戶端連線請求就會建立新程序。這的確是實際作業系統中採用的一種方案，但並非十全十美，因為建立程序時需要大量的運算和記憶體空間，由於每個程序都具有獨立的記憶體空間，所以相互間的資料交換也要求採用相對複雜的方法（IPC屬於相對複雜的方法）。

2.       理解複用

    “在1個通訊頻道中傳遞多個數據（訊號）的技術。”

    時（time）分複用技術；

    頻（frequency）分複用技術；

3.       複用技術在伺服器端的應用

    多程序伺服器端：

    採用複用技術的伺服器端，無論連線多少客戶端，提供服務的程序只有

12.2 理解select函式並實現伺服器端

    運用select函式是最具代表性的實現複用伺服器端方法。

1.       select函式的功能和呼叫順序

    使用select函式時可以將多個檔案描述符集中到一起統一監視，監視項稱為“事件”（event）：

• 是否存在套接字接收資料？
• 無需阻塞傳輸資料的套接字有哪些？
• 哪些套接字發生了異常？

    select函式的呼叫方法和順序：

2.       設定檔案描述符

    利用select函式可以同時監視多個檔案描述符，監視檔案描述符可以視為監視套接字。此時首先需要將要監視的檔案描述符集中到一起。集中時要按照監視項（接收、傳輸、異常）進行區分，即按照上述

    使用fd_set結構體變數執行此操作。該陣列是存有0和1的位陣列。

    最左端的位表示檔案描述符0(所在位置)。如果該位設定為1，則表示該檔案描述符是監視物件。

    在fd_set變數中註冊或更改值的操作都由下列巨集完成：

• FD_ZERO(fd_set *fdset)：將fd_set變數的所有位初始化為0；
• FD_SET(int fd, fd_set *fdset)：在引數fdset指向的變數中註冊檔案描述符fd的資訊；
• FD_CLR(int fd, fd_set *fdset)：從引數fdset指向的變數中清除檔案描述符fd的資訊；
• FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset)
  ：若引數fdset指向的變數中包含檔案描述符fd的資訊，則返回“真”；

3.       設定檢查（監視）範圍及超時

#include<sys/select.h>
#include<sys/time.h>
int select(int maxfd,fd_set *readset, fd_set *writeset, fd_set
           *exceptset, conststruct timeval *timeout);
//成功時返回大於0的值，失敗時返回-1

    -maxfd：被監聽檔案描述符個數，通常設定為監聽的所有描述符最大值加1，因為檔案描述符是從0開始的；

    -readset：將所有關注“是否存在待讀取資料”的檔案描述符註冊到fd_set型變數，並傳遞其地址值；

    -writeset：將所有關注“是否可傳輸無阻塞資料”的檔案描述符註冊到fd_set型變數，並傳遞其地址值；

    -exceptset：將所有關注“是否發生異常”的檔案描述符註冊到fd_set型變數，並傳遞其地址值；

    -timeout：呼叫select函式後，為防止陷入無限阻塞的狀態，傳遞超時（time-out）資訊；

    返回值：發生錯誤時返回-1，超時返回時返回0。因發生關注的事件返回時，返回大於0的值，該值是發生事件的檔案描述符；

    第一，檔案描述符的監視範圍與select函式的第一個引數有關，每次新建檔案描述符時，其值都會增1；

    第二，select函式的超時時間與select函式的最後一個引數有關，其中，timeval結構體定義如下：

struct timeval
{
    long tv_sec; // seconds
    long tv_usec; // microsecond
};

    本來select函式只有在監視的檔案描述符發生變化時才返回。如果未發生變化，就會進入阻塞狀態。指定超時時間就是為了防止這種情況的發生。

4.       呼叫select函式後檢視結果

    select函式呼叫完成後，向其傳遞的fd_set變數中將發生變化。原來為1的所有位均變為0，但發生變化的檔案描述符對應位除外。

    呼叫select函式後，結構體timeval的成員tv_sec和tv_usec的值將被替換為超時前剩餘時間。