select：poll：epoll：函数详解

!!! tip I/O复用基本概念

• I/O（多路）复用，采用单个进/线程就可以管理多个socket。
• I/O复用有三种方案：select，poll，epoll，各有优缺点，各有应用场景，必须全部掌握。
  !!!

select

// select函数详解    头文件::sys/select.h
// 头文件：：
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

// fd_set  （socket的集合）；
void FD_CLR(int fd, fd_set *set);       //清除集合中的一个socket
int  FD_ISSET(int fd, fd_set *set);     //判断socket是否在集合中,失败返回0
void FD_SET(int fd, fd_set *set);       //加一个socket到集合中
void FD_ZERO(fd_set *set);              //初始化socket集合

// select函数中的socket集合应为副本，因为select函数会修改socket集合；
int select(int maxfdp, fd_set *readfds, fd_set*writefds, fd_set *errorfds, struct timeval *timeout);
// int maxfdp：：是指集合中所有文件描述符的范围；必须加1；
// fd_set *readfds：：（读的socket集合）socket的集合副本（select函数会改变socket集合里的内容所以必须是副本，否则达不到预期的效果）
// fd_set *writefds：：（写的socket集合）一般不用
// fd_set *errorfds：：监视产生异常的socket集合（一般不用）
// struct timeval *timeout：：超时的机制

struct timeval（结构体原型）
{
    long    tv_sec;    //秒
    long    tv_usec;  //微妙
}
// 调用结构体直接给秒或微妙赋值，传给select结构体的地址，超过时间select函数返回0；
// select的返回值：：
// 成功返回socket发生事件的个数；
// 超时返回0；
// 失败返回-1；

// select水平触发
// select采用“水平触发”的方式，如果报告了fd后事件没有被处理或数据没有被全部读取，那下次select时会再次报告该fd事件

• select缺点
  1. select支持的文件描述符数量太小，默认是1024，虽然可以调整，但是，描述符数量越大，效率将更低，调整的意义不大。
  2. 每次调用select，都需要把fdset从用户态拷贝到内核。
  3. 同时在线的大量客户端有事件发生的可能很少，但还是需要遍历fdset，因此随着监视的描述符数量的增长，其效率也会线性下降。

poll

// poll函数详解    头文件#include <poll.h>
int poll(struct pollfd fd[], nfds_t nfds, int timeout)  
// 第一个参数：一个结构体数组
// 第二个参数nfds：要监视的描述符的数目。
// 第三个参数timeout：是一个用微秒表示的时间，超时机制，如果他的值为-1，poll就永远不会超时
// poll函数返回的是有事件的描述符的个数

// struct pollfd结构如下：
    struct pollfd
    {
        int fd;    //文件描述符
        short events；    //请求的事件
        short revents；    //返回该socket有无发生事件
    }；
    // int fd::    socket的存储，类似于select的maxfd , fd初始化为-1
    // short events：：    主要关注两个指标（POLLIN，POLLOUT）    把它的值设为POLLIN表示有数据可读事件
    // shour revents：：    返回值为0表示无事件，大于零表示有事件（一般为1）；

epoll

// epoll函数详解    头文件 #include《sys/epoll.h》
// 共三个函数    epoll_create, epoll_ctl, epoll_wait3个系统调用函数；

int epoll_create(int size);
// int size：：大于0即可；
// 创建一个epoll的描述符。需要注意的是epoll描述符会占用一个fd值，在使用完后务必使用close（）将其关闭，否则可能导致fd被耗尽；
// 该函数返回一个fd；

// epoll的事件注册函数。
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event*event);
// int epfd：：是epoll_create（）的返回值；
// int op：：表示动作，用三个宏来表示：：
    // EPOLL_CTL_ADD：：注册新的fd到epfd中；
    // EPOLL_CTL_MOD：：修改一个事件的监听方式
    // EPOLL_CTL_DEL：：从epfd中删除一个fd；
// int fd：：是需要添加的socket；
// struct epoll_event* event：：是告诉内核需要监听什么事，struct epoll_event结构体详情如下：：
    struct epoll_event    （绿色的是重点，其他的意义不大）
    {
        _uint32_t events;
        epoll_data_t data;
        // events 的赋值主要是EPOLLIN，EPOLLOUT；
        // EPOLLIN：：表示对应的文件描述符可以读；
        // EPOLLOUT：：表示对应的文件符可以写；
        // EPOLLET：表示开启边缘触发模式in；
    }
        typedef union epoll_data        //epoll_event内定义的结构体（epoll_data_t data）
        {
            void *ptr;
            int fd;        //文件描述符
            _uint32_t u32;
            _uint64_t u64;
        }

int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event* events, int maxevents, int timeout)
// int epfd：：由epoll_create生成的epoll专用的文件描述符；
// struct epoll_event：：用于回传带处理事件的数组；
// maxevents：：每次能处理的事件数；
// timeout：：超时机制；
// 返回值：：
    // 成功：返回发生的事件数
    // 失败：-1；

// epoll的水平触发和边缘触发
// 水平触发：：如果报告了fd事件没有被处理或数据没有被全部读取，那么epoll会立刻在报告该fd。
// 边缘触发：：如果报告了fd事件没有被处理或数据没有被全部读取，那么epoll会在下次再报告该fd。

int setnonblocking(int fd);
// fd: 要设置为非阻塞模式的文件描述符, 监听的socket
// 返回值：：
    // 成功：0
    // 失败：-1,并设置 errno 以指示错误；