select的限制以及poll的使用
1.先说select在多路IO中的限制：
1）linux中每个程序能够打开的最多文件描述符是有限制的。默认是1024.
可以通过ulimit -n进行查看和修改：
xcy@xcy-virtual-machine:~/test/sock10_poll$ ulimit -n
1024
xcy@xcy-virtual-machine:~/test/sock10_poll$ ulimit -n 2048 // n 这里进行修改
xcy@xcy-virtual-machine:~/test/sock10_poll$ ulimit -n
2048
xcy@xcy-virtual-machine:~/test/sock10_poll$
这就意味着我们的服务器进程最多能打开1024个文件描述符。（而且0 1 2 还已经被占用了）。
而且一般服务器还有一个监听套接字，所以当第1021个连接发起时就会失败（假定前面没有关闭）。
2）我们知道select的第2-4个参数是这个类型的fd_set。这里东西可以把它看成是数组。这个数组也是有边界的。
边界就是 FD_SETSIZE。
man select的部分截取：
NOTES
An fd_set is a fixed size buffer. Executing FD_CLR() or FD_SET() with
a value of fd that is negative or is equal to or larger than FD_SETSIZE
will result in undefined behavior. Moreover, POSIX requires fd to be a
valid file descriptor.
这个数组最大就是FD_SETSIZE。超过这个数以后就会越界。
FD_SETSIZE定义在系统的头文件中（具体哪个文件我没找到），可以修改那个头文件，再重新编译内核。这样比较麻烦。
想要突破这个限制，就需要poll函数了。
2.poll函数
先看man手册（截取部分）：
SYNOPSIS
#include <poll.h>
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
DESCRIPTION
poll() performs a similar task to select(2): it waits for one of a set
of file descriptors to become ready to perform I/O.
也可以用来监测多个IO。但是不会被FD_SETSIZE限制。
参数：
fds：一般是一个struct pollfd类型的数组，
nfds：要监视的描述符的数目。
timeout：超时时间，-1表示不会超时。0表示立即返回，不阻塞进程。 >0表示等待数目的毫秒数。
返回值：
-1：出错了，错误代码在errno中
0：设置了超时时间，这里表示超时了
>0：数组中fds准备好读、写、或异常的那些描述符的总数量
下面来看看struct pollfd这个结构体：
struct pollfd {
int fd; /* file descriptor */
short events; /* requested events 请求的事件，具体哪些值见下面 */
short revents; /* returned events 返回的事件，有点像传出参数。哪个事件发生了就存储在这里*/
};
// events和revents的值可以是下面：
The bits that may be set/returned in events and revents are defined in
<poll.h>:
POLLIN There is data to read. //可读
POLLPRI
There is urgent data to read (e.g., out-of-band data on
TCP socket; pseudoterminal master in packet mode has seen
state change in slave).
POLLOUT // 可写
Writing now will not block.
POLLRDHUP (since Linux 2.6.17)
Stream socket peer closed connection, or shut down writ‐
ing half of connection. The _GNU_SOURCE feature test
macro must be defined (before including any header files)
in order to obtain this definition.
POLLERR // 出错
Error condition (output only).
POLLHUP
Hang up (output only).
POLLNVAL
Invalid request: fd not open (output only).
3.实例：
先看server端：
#include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<sys/select.h> #include<netinet/in.h> #include<arpa/inet.h> #include<poll.h> #include<stdlib.h> #include<stdio.h> #include<string.h> #include<errno.h> //#define CLIENTCOUNT FD_SETSIZE #define CLIENTCOUNT 2048 int main(int argc, char **argv) { int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(listenfd < 0) { perror("socket"); return -1; } unsigned short sport = 8080; if(argc == 2) { sport = atoi(argv[1]); } struct sockaddr_in addr; addr.sin_family = AF_INET; printf("port = %d\n", sport); addr.sin_port = htons(sport); addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); if(bind(listenfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) < 0) { perror("bind"); return -2; } if(listen(listenfd, 20) < 0) { perror("listen"); return -3; } struct sockaddr_in connaddr; int len = sizeof(connaddr); int i = 0, ret = 0; struct pollfd client[CLIENTCOUNT]; for(i = 0; i<CLIENTCOUNT; i++) client[i].fd = -1; int maxi = 0; client[0].fd = listenfd; client[0].events = POLLIN; int count = 0; int nready = 0; char buf[1024] = {0}; while(1) { nready = poll(client, maxi+1, -1); if(nready == -1) { perror("select"); return -3; } if(nready == 0) { continue; } if(client[0].revents & POLLIN) { int conn = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&connaddr, &len); if(conn < 0) { perror("accept"); return -4; } char strip[64] = {0}; char *ip = inet_ntoa(connaddr.sin_addr); strcpy(strip, ip); printf("client connect, conn:%d,ip:%s, port:%d, count:%d\n", conn, strip,ntohs(connaddr.sin_port), ++count); int i = 0; for(i = 0; i<CLIENTCOUNT; i++) { if(client[i].fd == -1) { client[i].fd = conn; client[i].events = POLLIN; if(i > maxi) maxi = i; break; } } if(i == CLIENTCOUNT) { printf("to many client connect\n"); exit(0); } if(--nready <= 0) continue; } for(i = 0; i < CLIENTCOUNT; i++) { if(client[i].fd == -1) continue; if(client[i].revents & POLLIN) { ret = read(client[i].fd, buf, sizeof(buf)); if(ret == -1) { perror("read"); return -4; } else if(ret == 0) { printf("client close remove:%d, count:%d\n", client[i], --count); close(client[i].fd); client[i].fd = -1; // 要在这里移除 } //printf("client%d:%s\n", client[i], buf); write(client[i], buf, sizeof(buf)); memset(buf, 0, sizeof(buf)); if(--nready <= 0) continue; } } } close(listenfd); return 0; }
所有的client都存放在数组struct pollfd client[CLIENTCOUNT]中。每连接一个就加入到数组中。
关于这个server 的理解，可以参考这个的例子（这两个例子其实很像）：http://www.cnblogs.com/xcywt/p/8087677.html
下面是client端：
#include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<netinet/in.h> #include<arpa/inet.h> #include<sys/select.h> #include<stdlib.h> #include<stdio.h> #include<string.h> /* 这里是暴力测试最多能连接几个。由于进程能打开的fd的限制最多的1024. 所以这里最多是1024 - 3. 也就是连接1022个的时候就出错了 （0 1 2 已经被占用了） 设置成2048就是另外一个结果了 */ int main(int argc, char **argv) { unsigned short sport = 8080; if(argc == 2) { sport = atoi(argv[1]); } struct sockaddr_in addr; addr.sin_family = AF_INET; printf("port = %d\n", sport); addr.sin_port = htons(sport); addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); int count = 0; while(1) { int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(sockfd < 0) { perror("socket"); sleep(5); // 这个是为了保证连接完成 return -1; } if(connect(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) < 0) { perror("connect"); return -2; } struct sockaddr_in addr2; socklen_t len = sizeof(addr2); if(getpeername(sockfd, (struct sockaddr*)&addr2, &len) < 0) { perror("getsockname"); return -3; } printf("Server: port:%d, ip:%s, count:%d\n", ntohs(addr2.sin_port), inet_ntoa(addr2.sin_addr), ++count); } return 0; }
client就是暴力连接，测试能连接的最大的数目：运行：
注意运行的终端需要将能打开的最大描述符设成2048，如果不改的话看不出效果。
结果（截取部分）：
server:（最多只能有2048 - 4个能连接上来，0 1 2 已经被占用，还有一个监听套接字）
......
client connect, conn:2040,ip:127.0.0.1, port:38220, count:2037
client connect, conn:2041,ip:127.0.0.1, port:38222, count:2038
client connect, conn:2042,ip:127.0.0.1, port:38224, count:2039
client connect, conn:2043,ip:127.0.0.1, port:38226, count:2040
client connect, conn:2044,ip:127.0.0.1, port:38228, count:2041
client connect, conn:2045,ip:127.0.0.1, port:38230, count:2042
client connect, conn:2046,ip:127.0.0.1, port:38232, count:2043
client connect, conn:2047,ip:127.0.0.1, port:38234, count:2044
accept: Too many open files
xcy@xcy-virtual-machine:~/test/sock10_poll$
client的（截取）：
......
Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2036
Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2037
Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2038
Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2039
Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2040
Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2041
Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2042
Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2043
Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2044
Server: port:8080, ip:127.0.0.1, count:2045
socket: Too many open files
xcy@xcy-virtual-machine:~/test/sock10_poll$
可以看到已经超过了1024个了。
poll可以突破FD_SETSIZE的限制，但是还是无法突破进程能打开最大文件描述符的限制。
下面命令可以查看进程能打开的最大文件描述符限制（ulimit不能设置无限大），和计算机的内存有关：
cat /proc/sys/fs/file-max
5.关于上面client的sleep(5)的作用：
如果没有sleep(5)：那么client这边连接第2045的时候，进程会立即退出。就会关闭进程打开的套接字。TCP协议就会给server发送FIN段。从而server这边就会检测到有的client已经关闭了。所以server这边的count就可能会不准确了。因为有的已经关闭了，就可以再次打开。
如果加上sleep(5)：就可以保证前面2044个连接都发送过去了，只是第2045个连接会失败。但是server也只能接收2044个连接。保证在关闭之前没有client的fd被关闭。
