Linux驅動部分我們曾經使用了poll機制完成了在應用層代碼讀取按鍵值。這節課介紹的select也很相似。當我們要監控好幾個文件描述符的讀寫呢？如果我們阻塞的去處理其中一個，那第二個怎么辦呢？下面我們一起想想辦法。
方法一：使用fork將一個進程變成兩個進程，每個進程處理一套數據通路，如果使用多個進程，每一個進程就可以阻塞處理read，write函數。但是這也產生了問題：操作什么時候終止？如果子進程接收到了文件結束夫標志，那么該子進程就終止，然后父進程接收到了SIGCHLD信號。但是如果父進程終止，那么應該通知紫禁城停止，為此也需要一個信號。我們可以不使用多進程，而是使用一個進程中的兩個線程。這避免了終止進程的復雜性，但是卻要求處理線程之間的同步，在減少復雜性方面也是得不償失。
方法二：配置為不阻塞輪詢法，這種思路大部分情況下直接否定了，不做討論。
方法三：異步IO。基本思想就是告訴內核當一個描述符已經準備好了之后，再用一個信號量通知他。這種技術存在的問題，1、并不是所有的系統都支持（這個我個人沒遇到過，接觸比較少）2、之中信號對每個進程只有一個SIGOLL或者SIGIO。如果該信號要對兩個描述符都起作用，那么接收到此信號時，我們仍舊無法判斷是哪一個描述符已經準備好了。
方法四：
I/O多路轉換，先構造一張有官描述符的列表，然后調用一個函數，知道這些描述符中的一個準備好的進行I/O時，函數才回去返回，在返回的時候，他會告訴你在那些描述符已經準備好了可以進行I/O。
從 select函數返回后，內核告訴我們一下信息：
?對我們的要求已經做好準備的描述符的個數
?對于三種條件哪些描述符已經做好準備.(讀，寫，異常)
有了這些返回信息，我們可以調用合適的I/O函數(通常是 read 或 write)，并且這些函數不會再阻塞.

#include <sys/select.h> int select(int maxfdp1, fd_set *readset, fd_set *writeset, fd_set *exceptset,struct timeval *timeout);

返回：做好準備的文件描述符的個數，超時為0，錯誤為 -1.

首先我們先看一下最后一個參數。它指明我們要等待的時間：
struct timeval{
long tv_sec; /*秒 */
long tv_usec; /*微秒 */
}

有三種情況：
timeout == NULL 等待無限長的時間。等待可以被一個信號中斷。當有一個描述符做好準備或者是捕獲到一個信號時函數會返回。如果捕獲到一個信號， select函數將返回 -1,并將變量 erro設為 EINTR。
timeout->tv_sec == 0 &&timeout->tv_usec == 0不等待，直接返回。加入描述符集的描述符都會被測試，并且返回滿足要求的描述符的個數。這種方法通過輪詢，無阻塞地獲得了多個文件描述符狀態。
timeout->tv_sec !=0 ||timeout->tv_usec!= 0 等待指定的時間。當有描述符符合條件或者超過超時時間的話，函數返回。在超時時間即將用完但又沒有描述符合條件的話，返回 0。對于第一種情況，等待也會被信號所中斷。

中間的三個參數 readset, writset, exceptset,指向描述符集。這些參數指明了我們關心哪些描述符，和需要滿足什么條件(可寫，可讀，異常)。一個文件描述集保存在 fd_set 類型中。fd_set類型變量每一位代表了一個描述符。我們也可以認為它只是一個由很多二進制位構成的數組。如下圖所示：

對于 fd_set類型的變量我們所能做的就是聲明一個變量，為變量賦一個同種類型變量的值，或者使用以下幾個宏來 #include <sys/select.h>
int FD_ZERO(int fd, fd_set *fdset);
int FD_CLR(int fd, fd_set *fdset);
int FD_SET(int fd, fd_set *fd_set);
int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset);ZERO宏將一個 fd_set類型變量的所有位都設為 0，使用FD_SET將變量的某個位置位。清除某個位時可以使用 FD_CLR，我們可以使用 FD_SET來測試某個位是否被置位。
當聲明了一個文件描述符集后，必須用FD_ZERO將所有位置零。之后將我們所感興趣的描述符所對應的位置位，操作如下：

fd_set rset; int fd; FD_ZERO(&rset); FD_SET(fd, &rset); FD_SET(stdin, &rset);</span>select返回后，用FD_ISSET測試給定位是否置位：if(FD_ISSET(fd, &rset) { ... }</span>

具體解釋select的參數：
（1）intmaxfdp是一個整數值，是指集合中所有文件描述符的范圍，即所有文件描述符的最大值加1，不能錯。
說明：對于這個原理的解釋可以看上邊fd_set的詳細解釋，fd_set是以位圖的形式來存儲這些文件描述符。maxfdp也就是定義了位圖中有效的位的個數。
（2）fd_setreadfds是指向fd_set結構的指針，這個集合中應該包括文件描述符，我們是要監視這些文件描述符的讀變化的，即我們關心是否可以從這些文件中讀取數據了，如果這個集合中有一個文件可讀，select就會返回一個大于0的值，表示有文件可讀；如果沒有可讀的文件，則根據timeout參數再判斷是否超時，若超出timeout的時間，select返回0，若發生錯誤返回負值。可以傳入NULL值，表示不關心任何文件的讀變化。
（3）fd_setwritefds是指向fd_set結構的指針，這個集合中應該包括文件描述符，我們是要監視這些文件描述符的寫變化的，即我們關心是否可以向這些文件中寫入數據了，如果這個集合中有一個文件可寫，select就會返回一個大于0的值，表示有文件可寫，如果沒有可寫的文件，則根據timeout參數再判斷是否超時，若超出timeout的時間，select返回0，若發生錯誤返回負值。可以傳入NULL值，表示不關心任何文件的寫變化。
（4）fd_seterrorfds同上面兩個參數的意圖，用來監視文件錯誤異常文件。
（5）structtimeval timeout是select的超時時間，這個參數至關重要，它可以使select處于三種狀態，第一，若將NULL以形參傳入，即不傳入時間結構，就是將select置于阻塞狀態，一定等到監視文件描述符集合中某個文件描述符發生變化為止；第二，若將時間值設為0秒0毫秒，就變成一個純粹的非阻塞函數，不管文件描述符是否有變化，都立刻返回繼續執行，文件無變化返回0，有變化返回一個正值；第三，timeout的值大于0，這就是等待的超時時間，即 select在timeout時間內阻塞，超時時間之內有事件到來就返回了，否則在超時后不管怎樣一定返回，返回值同上述。
說明：
函數返回：
（1）當監視的相應的文件描述符集中滿足條件時，比如說讀文件描述符集中有數據到來時，內核(I/O)根據狀態修改文件描述符集，并返回一個大于0的數。
（2）當沒有滿足條件的文件描述符，且設置的timeval監控時間超時時，select函數會返回一個為0的值。
（3）當select返回負值時，發生錯誤。
理解select模型：
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。
（1）執行fd_set set;FD_ZERO(&set);則set用位表示是0000,0000。
（2）若fd＝5,執行FD_SET(fd,&set);后set變為0001,0000(第5位置為1)
（3）若再加入fd＝2，fd=1,則set變為0001,0011
（4）執行select(6,&set,0,0,0)阻塞等待
（5）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。
基于上面的討論，可以輕松得出select模型的特點：
（1)可監控的文件描述符個數取決與sizeof(fd_set)的值。我這邊服務器上sizeof(fd_set)＝512，每bit表示一個文件描述符，則我服務器上支持的最大文件描述符是512*8=4096。據說可調，另有說雖然可調，但調整上限受于編譯內核時的變量值。
（2）將fd加入select監控集的同時，還要再使用一個數據結構array保存放到select監控集中的fd，一是用于再select返回后，array作為源數據和fd_set進行FD_ISSET判斷。二是select返回后會把以前加入的但并無事件發生的fd清空，則每次開始 select前都要重新從array取得fd逐一加入（FD_ZERO最先），掃描array的同時取得fd最大值maxfd，用于select的第一個參數。
（3）可見select模型必須在select前循環array（加fd，取maxfd），select返回后循環array（FD_ISSET判斷是否有時間發生）。

• 在 知乎上看到大牛們在討論一個問題
• 作者：羅然
  鏈接：https://www.zhihu.com/question/20114168/answer/31042919
  來源：知乎
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先用select接口(poll/epoll,kq,iocp)接受請求，這樣可以保證并發，在這個環節他只管收，不處理業務，把FD放到一個buffer(一個q里面)，然后業務處理模型對接線程池。可以使復雜業務處理上的負擔被分擔。select+線程池，這樣兼顧了并發（犧牲了一點性能），又保證了因為邏輯代碼的簡潔性。如果選擇完全異步的方式，你就要在業務處理里面使用完全的異步API，至少很多數據庫驅動，緩存驅動等等你需要用的到技術都沒有提供異步API，很多業務要保障流程的正確是需要同步操作的，而且業務如果全部使用異步API，各種不明確回調和閉包導致內存暴棧的危險上升(我想各位應該被nodejs折磨過吧)，對開發人員思考方式和技術實力都有較高的要求。一個部門里面有兩個了解epoll就算技術非常NB的核心部門了吧，假若有能正確駕馭epoll，了解各種觸發方式，狀態機，特別是要能正確讀寫完整的信息，而沒有造成大量的CLOSE_WAIT，是特別特別不易的。我曾在tornado上面搭建過一個線程池。原型參見：nikoloss/iceworld · GitHub雖然不算最完美的解決方案，但是也在工作中省去了很多煩惱。他的效率雖沒有原生tornado高，但是非常適合多人合作(盡管如此效率還是要暴webpy幾條街)。
對于這個回答我覺得還是非常不錯的。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的I/O多路转换 select的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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