模拟 Linux 调用 select 模型

Open JDK 在 1.6 版本以后就取消了 NIO 在 Linux 下的 select 模型，只提供 epoll 模型，那么这里我们就模拟一下 NIO 在 Linux 下调用 select 模型

Linux 下的 select 函数

NAME
       select, pselect, FD_CLR, FD_ISSET, FD_SET, FD_ZERO - synchronous I/O multiplexing
SYNOPSIS
       /* According to POSIX.1-2001, POSIX.1-2008 */
       #include <sys/select.h>
       /* According to earlier standards */
       #include <sys/time.h>
       #include <sys/types.h>
       #include <unistd.h>
       int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
                  fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
       void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
       int  FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
       void FD_SET(int fd, fd_set *set);
       void FD_ZERO(fd_set *set);
       #include <sys/select.h>
       int pselect(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
                   fd_set *exceptfds, const struct timespec *timeout,
                   const sigset_t *sigmask);

• nfds：ndfs 应该设置为三个集合中编号最高的文件描述符加1。表示集合中的每个文件描述符都会被检查，直到达到这个限制
• readfds：监听需要读的文件描述符集合
• writefds：监听需要写的文件描述符集合
• exceptfds：监听异常事件的文件描述符集合
• timeout：监听超时时间

select 代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
void start() {
    // 创建服务端结构体
    struct sockaddr_in my_addr;
    my_addr.sin_family = AF_INET;
    my_addr.sin_port = htons(8080);
    my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    // 创建客户端结构体
    struct sockaddr_in client_addr;
    char client_ip[INET_ADDRSTRLEN] = "";
    int clientfd = 0;
    // 创建 socket
    int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    bind(listenfd, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr));
    listen(listenfd, 128);
    printf("listen client @port=%d...\n", 8080);
    int lastfd = listenfd;
    int i;
    // 创建读事件集合
    fd_set read_set, total_set;
    FD_ZERO(&read_set);
    FD_SET(listenfd, &total_set); // 将 listenfd 加入读事件集合
    while(1) {
        read_set = total_set;
        // 返回三种事件的集合
        // select 会阻塞监听
        int z = select(lastfd + 1, &read_set, NULL, NULL, NULL);
        if (z > 0) {
            // 判断 listenfd 是否在 read_set 集合中
            if (FD_ISSET(listenfd, &read_set)) {
                socklen_t client_len = sizeof(client_addr);
                clientfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_len);
                // 打印连接信息
                inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr, client_ip, INET_ADDRSTRLEN);
                printf("----------------------------------\n");
                printf("client ip=%s, port=%d\n", client_ip, ntohs(client_addr.sin_port));
                // 将新的 clientfd 加入集合
                FD_SET(clientfd, &total_set);
                lastfd = clientfd;
                // 只有一个连接事件的时候，不在往下执行
                if (0 == --z) {
                    continue;
                }
            }
            for (i = listenfd + 1; i <= lastfd; i++) {
                // 判断 i 是否在 read_set 集合中，也就是 i 发送了信息，发生了读事件
                if (FD_ISSET(i, &read_set)) {
                    char recv_buf[1024] = "";
                    int rs = read(i, recv_buf, sizeof(recv_buf));
                    // 0 表示对方关闭了连接
                    if (rs == 0) {
                        // 关闭 i
                        close(i);
                        // 将 i 从 total_set 中移除
                        FD_CLR(i, &total_set);
                    } else {
                        printf("%s\n", recv_buf);
                        // write(0, recv_buf, rs);
                    } 
                }
            }
        }
    }
}
int main() {
    start();
    return 0;
}

编译

gcc select.c -o select.out

执行

./select.out
listen client @port=8080...

测试

nc 127.0.0.1 8080
test

服务端显示：

listen client @port=8080...
----------------------------------
client ip=127.0.0.1, port=6742
test