使用select函数实现TCP并发服务器

首先介绍一下select 函数的功能、参数、返回值。

int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
void FD_CLR(int fd, fd_set *set);  //将某个文件描述符从监视表中移除
int  FD_ISSET(int fd, fd_set *set);//判断文件描述符是否准备就绪
void FD_SET(int fd, fd_set *set);//将文件描述符放入监视表中
void FD_ZERO(fd_set *set);    //清空监视表

 select 函数监控文件描述符的状态，当某一个或几个文件描述符准备就绪，则可以执行相应的I/O操作。这个函数最多可以监视1024个文件描述符。

参数：

        nfds:这个参数就是程序所监视的最大的文件描述符+1。（置于为什么要加一，是由于内核中的代码在写的时候就是这样设定的，比如for循环，for(i=1;i<10;i++),i<10的时候是循环9次，i<=10的时候，循环10次，内核中设计这个函数的时候估计就是差了一个等号）。

        readfds:这个参数是select 函数监视的读文件描述符的集合。如果不监视传NULL

        writefds:这个参数是select 函数监视的写文件描述符的集合。如果不监视传NULL

        exceptfds:这个参数是select 函数监视的异常文件描述符的集合。如果不监视传NULL

        timeout: 设置函数的超时时间

基于select 函数实现的TCP服务器的基本思路就是，每次有客户端连接的时候，将accetp 返回的文件描述符放入被监视的文件描述符集合中去，当客户端发信息的时候，对应的文件描述符准备就绪就执行相应的操作。当客户端离开或者断开连接，就将文件描述符从集合中删除。

接下来直接上代码。上面没有叙述的部分会在代码中以注释的方式讲解。

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/select.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#define ERRLOG(msg) do{\
        printf("file:%s func:%s  line:%d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);\
        perror(msg);\
        exit(-1);\
                }while(0)
int main(int argc, const char *argv[])
{
    int clientfd;//客户端连接后产生的文件描述符
    int sockfd;
    if(-1 == (sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)))//创建流式套接字
        ERRLOG("socket error");
    struct sockaddr_in serveraddr;
    memset(&serveraddr,0,sizeof(serveraddr));
    serveraddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);
    serveraddr.sin_family=AF_INET;
    serveraddr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
    socklen_t serveraddr_len=sizeof(serveraddr);//填充服务器网络信息结构体
    if(-1 == bind(sockfd,(struct sockaddr *)&serveraddr,serveraddr_len))//将套接字和网络信息结构体绑定
        ERRLOG("bind error");
    if(-1 == listen(sockfd,5))//将套接字设置为被监听状态
        ERRLOG("listen error");
    fd_set readfds;
    fd_set writefds;
    fd_set exceptfds;//创建文件描述符监视表
    fd_set readfds_temp;
    fd_set writefds_temp;
    fd_set exceptfds_temp;//创建文件描述符监视表副本，因为每次有文件描述符准备就绪号之后，select会将表中没有准备就绪的文件描述符清除
    FD_ZERO(&readfds_temp);
    int maxfd=0;
    FD_ZERO(&readfds);
    FD_SET(sockfd,&readfds);
    int i=0;
    int ret=0;
    maxfd=maxfd>sockfd?maxfd:sockfd;
    readfds_temp=readfds;
    int nbytes;
    char buf[128]={0};
    while(1){
        readfds_temp=readfds;
        if(-1 == (ret = select(maxfd+1,&readfds_temp,NULL,NULL,NULL))){
            ERRLOG("select error");
        }else{
            for(i=3;i<maxfd+1&&ret!=0;i++){//select 的返回值表示准备就绪的文件描述符的个数
                if(FD_ISSET(i,&readfds_temp)){
                    if(i == sockfd){//如果准备就绪的文件描述符是sockfd，则说明有新的用户过来连接
                        if(-1 == (clientfd = accept(sockfd,NULL,NULL)))
                            ERRLOG("accept error");
                        FD_SET(clientfd,&readfds);
                        maxfd=maxfd>clientfd?maxfd:clientfd;//每次有新的文件描述符加入就更新最大的文件描述符
                        printf("client[%d] link...\n",clientfd);
                    }else{//说明有人发消息
                        memset(buf,0,sizeof(buf));
                        if(-1 == (nbytes = recv(i,buf,sizeof(buf),0))){
                            ERRLOG("recv error");
                        }else if(nbytes == 0){
                            printf("client[%d] disconnect...\n",i);
                            FD_CLR(i,&readfds);
                            continue; 
                        }
                        printf("do work...");//根据代码要实现的功能填写代码
                        strcpy(buf,"completed!!");
                        send(i,buf,sizeof(buf),0);
                    }
                    ret--;//每一次执行完操作就将准备就绪的文件描述符的个数减1
                }
                
            }
            
        }
    }
    
    
    /*your code*/
    return 0;
}