5. io多路复用
5.1 如何解决同时“读鼠标”和“读键盘”的问题
1）多进程实现
2）多线程
3）将“读鼠标”和“读键盘”设置为非阻塞实现
4）多路IO
5.2 有关多路IO
（1）多路IO的工作原理
使用多路IO时，不需要多进程、多线程以“多线任务”方式实现，也不需要用到非阻塞
以阻塞读为例 select1.png
如果是阻塞写的话，需要将文件描述符加入写集合，不过我们说过对于99%的情况来说，写操作不会阻塞，所以一般情况下对于写来说，使用多路Io没有意义。
注意：对于多路io来说，只有操作阻塞的fd才有意义，如果文件描述符不是阻塞的，使用多路IO没有意义
（2）多路IO有什么优势
比如以同时读写鼠标、读键盘为例，如果使用，
1）多进程实现
开销太大，绝对不建议这么做。
2）非阻塞方式
cpu空转，耗费cpu资源，不建议
3）多线程
常用方法，不过多路IO也是一个不错的方法。
4）多路IO
使用多路IO时，多路IO机制由于在监听时如果没有动静的话，监听会休眠，因此开销也很低，相比多进程和非阻塞来说，多路IO机制也是很不错的方式
（3）select和poll
多路IO有两种实现方式，分别是poll和select，其中select会比poll更常用些
5.2 多路io之select机制
5.2.1 select函数
（1）函数原型
#include <sys/select.h>
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
1）功能
监听集合中的描述符有没有动静，如果没有动静就阻塞。
如果有动静就成功返回，返回值为集合中有动静的fd的数量
什么是有动静？
比如以读为例，如果fd有数据来了需要被read时，这就是动静
2）参数
（a）nfds：
nfds = readfds, writefds, exceptfds这三个集合中值最大的那个描述符+1。
nfds用于说明需要关心描述符的范围，这个范围必须覆盖所有集合中的文件描述符。
比如“读集合”中包含0,3,6这三个文件描述符，写集合和异常集合为NULL（没有）nfds==6+1
表示监听范围包含7描述符，描述符因为是从0算起的，所以监听范围所包含的描述符为0、 1、 2、 3、 4、 5、 6
疑问：集合中只包含了0、3、6三个，但是为什么需要监听的有这么多，只能说人家select
机制就是这么实现的，这个没办法
（b）readfds、writefds、exceptfds：读、写、异常集合。
· readfds：读结合，放读会阻塞的文件描述符
· writefds：写集合，放写会阻塞的描述符。
· exceptfds：放会异常出错的文件描述符。
常用的是读集合，写集合和异常集合基本用不到，所以这里不做介绍，写、异常集合不用时就写NULL。
至于如何将文件描述符放入集合中，我们使用如下带参宏来实现。
void FD_CLR(int fd, fd_set *set)：将fd从集合set中清除，这个宏不常用
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set)：判断是不是set中的fd有动静了
void FD_SET(int fd, fd_set *set)：将fd放到集合set中
void FD_ZERO(fd_set *set)：将整个集合全部清空
比如：
fd_set readfds;//定义一个读集合
FD_ZERO(&readfds); //把集合全部清空
FD_SET(fd, &readfs);//将fd放到readfds集合
（d）timeout：用于设置阻塞超的时间
select函数监听集合时，如果没有任何动静的话就阻塞（休眠）。
如果timeout被设置为NULL的话，select会永远阻塞下去，直到被信号中断或者集合中的某些文件描述符有动静了
如果你不想休眠太久的话，就可以设置超时时间，如果时间到了但是集合中的fd还没有任何动静，
select就返回，然后不再阻塞，超时时的返回的值为0。
成员结构如下：
struct timeval { long tv_sec; /* seconds（秒） */ long tv_usec; /* microseconds （微秒）*/ };
· tv_sec：设置秒
· tv_usec：设置微妙
时间精度为微妙，也就是说可以设置一个精度为微妙级别的超时时间
由于select函数有超时功能，实际上可以使用select模拟出一个微妙级精度的定时器
3）返回值
（a）-1：说明函数调用失败，errno被设置。
select调用出错的情况有很多种，比如select在阻塞时被信号唤醒从而导致出错返回，
errno被设置为EINTR错误号，这个错误号表示函数是被信号中断而出错返回的。
如果不想被信号中断，
· 我们可以自己忽略、屏蔽这些信号
· 手动重启select的调用
lable: ret = select(...);
if(ret==-1 && errno==EINTR) goto lable;
else if(ret == -1) print_err(...);
（b）0：超时时间到并且集合中没有一个描述符有响应时，就返回0。
（c）>0：集合中fd有动静时，函数返回有动静的文件描述符的数量
（2）代码演示
select每次重新监听时需要重新设置“集合”和“超时时间”，因为每次select监听结束时会清空“集合”和“超时时间”
select.c
#include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <string.h> #include <strings.h> #include <errno.h> #include <sys/select.h> #include <sys/time.h> #include <unistd.h> void print_err(char *str,int line,int err_no){ printf("%d,%s:%s\n",line,str,strerror(err_no) ); exit(-1); } int main(int argc, char const *argv[]) { int coord=0; int mousefd =-1; fd_set readfds; char buf[100]={0}; int ret= 0; struct timeval timeover; mousefd =open("/dev/input/mouse1",O_RDONLY); //可能Mouse0或2 if(mousefd == -1) print_err("open mouse0 fail",__LINE__,errno); while(1){ /*将0，mousefd加入读集合*/ FD_ZERO(&readfds); //把集合全部清空 FD_SET(0, &readfds);//将fd放到readfds集合中 FD_SET(mousefd, &readfds); // 设置超时时间 timeover.tv_sec=3; timeover.tv_usec=0; // 如果集合没动静就阻塞 label:ret=select(mousefd+1,&readfds,NULL,NULL,&timeover); if(ret == -1 && errno == EINTR) goto label; else if(ret ==-1) print_err("select fail",__LINE__,errno); else if(ret >0){ if(FD_ISSET(0, &readfds)){ bzero(buf,sizeof(buf)); ret =read(0,buf,sizeof(buf)); if(ret>0) printf("%s\n",buf ); } if(FD_ISSET(mousefd, &readfds)){ bzero(&coord,sizeof(coord)); ret =read(mousefd,&coord,sizeof(coord)); if(ret>0) printf("%u\n",coord); } }else if(ret ==0){ printf("timeover\n"); } } return 0; }
