在UNIX/linux中有4中IO模型，分别为：
1、 阻塞IO
2、 非阻塞IO
3、 IO多路复用
4、 信号驱动IO
这几种IO模型，阻塞IO是长用到的，并且操作相对简单，但是缺点在于效率低下，尤其是在，同时操作多个IO的时候，不能随时的处理各个IO操作。而非阻塞IO可以解决这个问题，但是同样也存在的问题，因为使用非阻塞IO模型的时候，就需要对每个IO操作进行轮训操作，而实际上轮空的几率是很大的，多以非阻塞IO模型是在那种轮空几率相对较小的的时候才会使用。因为轮训是会占用相当多的cpu时间片的。基于这种考虑多路复用模型变产生了。
多路复用模型是对多个IO操作进行检测，返回可操作集合，这样就可以对其进行操作了。这样就避免了阻塞IO不能随时处理各个IO和非阻塞占用系统资源的确定。下面就多路复用中两个常用的系统调用select和poll进行简单的说明。
1、 select
select函数的原型为：
#include <sys/select.h>
#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);
select的使用需要维护三类文件描述符集合，分别是：
readfds：用于存放我们要检测的可读的文件描述符。
writefds：用于存放我们要检测的可写的文件描述符。
exceptfds：用于存放我们要检测的是否发生异常的文件描述符。
在使用select的时候需要注意，在调用select后者几个集合就会变化，变为是操作的集合，即可读写或发生异常，所以在调用select之前需要保存以前的集合。
系统为我们提供了下面四个宏来操作这些文件描述符集合：
void FD_SET(int fd, fd_set *set);
void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
I int FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
void FD_ZERO(fd_set *set);
其中FD_SET用来将一个文件描述符加入到文件描述符集合里，FD_CLR是删除，FD_ISSET是判断文件描述符是否在这个集合里，而FD_ZERO是将这个集合清零。
下面我们以一个简单的例子来说明select的使用。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#define N 64
int main(int argc, char *argv[])
{
if(argc != 2)
{
printf(“format: server <server ip> <server port>”);
exit(0);
}
int i, servsock, connfd, maxfd;
char buf[N];
fd_set rdfd,rdfd1;
struct sockaddr_in servaddr;
if((servsock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
{
perror("socket");
exit(1);
}
memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = PF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.203");
servaddr.sin_port = htons(8889);
if(bind(servsock, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)
{
perror("bind");
exit(1);
}
listen(servsock, 5);
maxfd = servsock;
FD_ZERO(&rdfd1);
FD_SET(0, &rdfd1);
FD_SET(servsock, &rdfd1);
for(;;)
{
rdfd = rdfd1;
if(select(maxfd+1, &rdfd, NULL, NULL, NULL) < 0)
{
perror("select");
exit(1);
}
for(i = 0; i <= maxfd; i++)
{
if(FD_ISSET(i, &rdfd))
{
if( i == STDIN_FILENO)
{
fgets(buf, N, stdin);
printf("%s", buf);
}
else if(i == servsock)
{
connfd = accept(servsock, NULL, NULL);
printf("New Connection %d is comming\n", connfd);
send(connfd, buf, strlen(buf), 0);
sleep(1);
close(connfd);
}
}
}
}
return 0;
}
上面这段程序在select会阻塞，这个时候我们可以定义一个时间结构体变量，如下：
struct timeval timeout；
timeval的原型为：
struct timeval {
long tv_sec; /* seconds */
long tv_usec; /* microseconds */
};
这个变量可以提供一个微秒级的时间，我们可以使用这个作为超时处理。使用方式就是把这个变量作为select系统调用的后一个参数。
2、 poll
poll的原型为：
#include <poll.h>
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
poll的使用不需要分别维护几个表，只需要维护一个结构体数组，这个结构体为：
struct pollfd {
int fd; /* file descriptor */
short events; /* requested events */
short revents; /* returned events */
};
这个结构体几个成员分别是我们要监测的文件描述符，和我们请求的事件及后返回的事件。
poll事件的类型为：
POLLIN There is data to read.
POLLPRI There is urgent data to read .
POLLOUT Writing now will not block.
POLLERR Error condition (output only).
POLLHUP Hang up (output only).
POLLNVAL Invalid request: fd not open (output only).
上面这些事件下面三种在events中没有用的，只能在revents中才能出现。我们可以调用poll并且查看每个文件描述符的返回状态进行相应的操作。
下面以一个简单的实力说明poll的使用：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <poll.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#define OPEN_MAX openmax
#define BUFSIZE 1024
int main(int argc, char **argv)
{
if(argc != 3)
{
printf("format: server-poll <server ip> <port>");
exit(0);
}
int openmax = getdtablesize();
int listensock, connsock;
struct sockaddr_in servaddr;
struct pollfd fds[OPEN_MAX];
int i, count = 0, ready, reval;
char readbuf[BUFSIZE];
for(i = 0; i < OPEN_MAX; i++)
{
fds[i].fd = -1;
}
if((listensock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
{
perror("socket");
exit(0);
}
memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
servaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
if(bind(listensock, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)
{
perror("bind");
exit(1);
}
listen(listensock, 5);
fds[0].fd = 0;
fds[0].events = POLLIN;
count++;
fds[1].fd = listensock;
fds[1].events = POLLIN;
count++;
for(;;)
{
memset(readbuf, 0, BUFSIZE);
ready = poll(fds, count, 0);
for(i = 0; i < count; i++)
{
if(fds[i].revents & POLLIN)
{
if(fds[i].fd == 0)
{
fgets(readbuf, BUFSIZE, stdin);
printf("read buf:%s\n", readbuf);
}
else if(fds[i].fd == listensock)
{
connsock = accept(listensock, NULL, NULL);
printf("client connect\n");
fds[count].fd = connsock;
fds[count].events = POLLIN;
count++;
}
else
{
reval = recv(fds[i].fd, readbuf, BUFSIZE, 0);
printf("recv buf:%s\n", readbuf);
send(fds[i].fd, readbuf, reval, 0);
}
}
}
}
}
return 0;
}
