I/O复用：当一个或多个I/O条件满足时，我们就被通知到，这种能力被称为I/O复用。
1.I/O复用的相关系统调用
posix的实现提供了select、poll、epoll两类系统调用以及相关的函数来实现I/O复用。select以及相关联的函数如下所示：
#include <sys/select.h> /* 功能：监听多个fd，等待指定的fd指定的事件发生或者超时。 * nfds: 最大描述符加1。 * readfds：监听读fd集合。 * writefds：监听写fd集合。 * exceptfds：监听出错fd集合。 * timeout：超时时间，null-select一直阻塞直到指定时间发生，0-select不阻塞立刻返回。 * 返回值： 正常-返回可用fd数量，0-超时返回， -1-select调用出错，errno被设置。 */ int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout); /* 功能: 清除set中fd对应的位。 * 返回值：无。 */ void FD_CLR(int fd, fd_set *set); /* 功能: 判断set中fd对应的位是否被设置。 * 返回值：0-表示没有被设置，1-表示已经被设置。 */ int FD_ISSET(int fd, fd_set *set); /* 功能: 设置set中fd对应的位。 * 返回值：无。 */ void FD_SET(int fd, fd_set *set); /* 功能: set置空。 * 返回值：无。 */ void FD_ZERO(fd_set *set);
值得注意的是，不同的posix实现支持的最大fd_set不用，使用大描述字集应小心。另外Posix.1g还提供了系统调用pselect，如下：
#include <sys/select.h> int pselect(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, const struct timespec *timeout, const sigset_t *sigmask);
pselect与select存在两点不同：1、pselect支持更细粒度的超时时间(纳秒级别)，而select支持微妙级别的超时时间。2、支持第六个参数，pselect调用允许传入一个信号掩码，在pselect调用期间进程的信号掩码是由sigmask指定，pselect返回前将进程的信号掩码恢复为之前的。
函数poll起源于SVR3，开始用于流设备上，现在支持任何类型的fd。poll以及相关数据结构：
#include <poll.h> /* 功能：监听多个fd，等待感兴趣的事件发生或者超时。 * fds：pollfd类型变量的集合。 * nfds: 最大描述符加1。 * timeout：超时时间，INFTIM-poll一直阻塞直到指定时间发生，0-select不阻塞立刻返回。 * 返回值： 正常-返回可用fd数量，0-超时返回， -1-调用出错，errno被设置。 */ int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout); struct pollfd { int fd; /* 文件描述符 */ short events; /* 对于fd，感兴趣的事件，值参数 */ short revents; /* 对于fd，发生的事件，结果参数 */ };
指定events和测试revents用的一些常值：
1.用于读测试：{POLLIN:普通或优先级带数据可读、POLLRDNORM：普通数据可读、POLLRDBAND：优先级带数据可读}。
2.用于写测试：{POLLOUT：普通数据可写、POLLWRNORM：同POLLOUT、POLLWRBAND：优先级带数据可写}。
3.用于出错(仅用于测试revent)：{POLLNVAL：描述字不是一个打开的文件、POLLHUP：被挂起、POLLERR：发生错误}。
linux在2.6内核以后加入了epoll的支持，在高性能服务器领域得到了广泛的使用。epoll的使用较为复杂，再次暂略过。select、poll、epoll的比较：
1.select ，对于几乎所有的平台都支持select，但是select存在两个缺点：a、可监听的描述符数量有限制。b、监听的描述符数量增大时，会影响程序的效率，三个描述符集都是值-结果的参数，存在两次内核-用户态之间的数据拷贝，select返回后需要遍历整个fd集合，才能知道是哪一个fd就绪。
2.poll，poll克服的select对描述符数量的限制，但当描述符数量增大时，仍存在效率问题。
3.epoll，即克服了对描述符数量的限制，同时又通过回调函数以及mmap的方式，克服了描述符数量增大时效率的问题，但是epoll的使用较为复杂。
因此当监听的fd数量较少时，采用select或poll较好，当监听的fd数量较多时采用epoll较合适。
2.基于I/O复用的回射客户端
前面的回射客户端存在一个问题：当客户端阻塞与从标准输入读时，服务器的断开不能被客户端立刻感知，造成这个问题的原因是客户端需要同时监听两个I/O:sock和标准输入，不能因为某一个阻塞而当另一个就绪时不被感知。I/O多路复用可解决这一个问题。
void str_cli(FILE *fp, int sockfd) { int maxfdp1, stdineof = 0; fd_set rset; /* 监听的可读描述符集合 */ char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE]; FD_ZERO(&rset); /* rset清空 */ for ( ; ; ) { if (stdineof == 0) FD_SET(fileno(fp), &rset); /* 设置标准输入fd对应的位 */ FD_SET(sockfd, &rset); /* 设置sockfd对应的位 */ maxfdp1 = max(fileno(fp), sockfd) + 1; /* 计算监听的最大描述符 */ if (select(maxfdp1, &rset, NULL, NULL, NULL) < 0) { /* select开始监听 */ if (errno == EINTR) continue; else err_sys("select error"); } if (FD_ISSET(sockfd, &rset)) { /* sockfd变为可读 */ if (Readline(sockfd, recvline, MAXLINE) == 0) { if (stdineof == 1) return; /* sockfd写已经关闭，属于正常的结束 */ else err_quit("str_cli: server terminated prematurely"); } Writen(STDOUT_FILENO, recvline, strlen(recvline)); } if (FD_ISSET(fileno(fp), &rset)) { /* 标准输入可读 */ if (Fgets(sendline, MAXLINE, fp) == NULL) { /* 读到结束符 */ stdineof = 1; /* 置1，说明已经关闭了sockfd写的一端 */ Shutdown(sockfd, SHUT_WR); /* 关闭sockfd写的一端，tcp发送fin */ FD_CLR(fileno(fp), &rset); /* 已经读到结束符，只有不需要再监听其变为可读 */ continue; } Writen(sockfd, sendline, strlen(sendline)); } } }
上面的程序中，值得注意的是当我们在输入I/O中读到结束符后，函数并没有立刻退出，而是shutdown关掉sock写的一端，因为之后可能还有数据从服务器端回射回来，因此继续从sock中读数据，直到在sock读到结束符。
3.基于I/O复用的回射服务端
int main(int argc, char **argv) { int i, maxi, listenfd, connfd, sockfd; int nready; ssize_t n; char buf[MAXLINE]; socklen_t clilen; struct pollfd client[OPEN_MAX]; struct sockaddr_in cliaddr, servaddr; /* 创建并启动监听sock */ listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); Bind(listenfd, (SA *) &servaddr, sizeof(servaddr)); Listen(listenfd, LISTENQ); client[0].fd = listenfd; /* 初始化监听sock的pollfd结构 */ client[0].events = POLLRDNORM; for (i = 1; i < OPEN_MAX; i++) client[i].fd = -1; /* -1 indicates available entry */ maxi = 0; /* max index into client[] array */ for ( ; ; ) { nready = Poll(client, maxi+1, INFTIM); if (client[0].revents & POLLRDNORM) { /* 新的客户连接被创建，listenfd变为可读 */ clilen = sizeof(cliaddr); connfd = Accept(listenfd, (SA *) &cliaddr, &clilen); #ifdef NOTDEF printf("new client: %s ", Sock_ntop((SA *) &cliaddr, clilen)); #endif for (i = 1; i < OPEN_MAX; i++) if (client[i].fd < 0) { client[i].fd = connfd; /* 保存新的客户连接sockfd */ break; } if (i == OPEN_MAX) err_quit("too many clients"); client[i].events = POLLRDNORM; if (i > maxi) maxi = i; /* 更新maxi */ if (--nready <= 0) continue; /* 已经不存在就绪的fd，继续poll监听 */ } for (i = 1; i <= maxi; i++) { /* 遍历所有的监听fd，判断其是否就绪 */ if ( (sockfd = client[i].fd) < 0) /* 未使用的pollfd结构 */ continue; if (client[i].revents & (POLLRDNORM | POLLERR)) { if ( (n = read(sockfd, buf, MAXLINE)) < 0) { if (errno == ECONNRESET) { /* 连接被重置 */ #ifdef NOTDEF printf("client[%d] aborted connection ", i); #endif
Close(sockfd); client[i].fd = -1; } else err_sys("read error"); } else if (n == 0) { /* 连接被关闭 */ #ifdef NOTDEF printf("client[%d] closed connection ", i); #endif Close(sockfd); client[i].fd = -1; } else Writen(sockfd, buf, n); /* 已读到数据，写到sockfd，回射给客户 */ if (--nready <= 0) break; /* 已经不存在就绪的fd，继续返回poll监听 */ } } } }