OSX

編輯：IOS開發基礎

在OSX/iOS中IO多路復用通常會選擇select和kqueue，最近在嘗試優化socket改進通信效率，所以總結一下兩種模型的用法。

select

select是socket編程中非常重要的一個函數，並且也是兼容性最好的一種模型，在unix、linux、windows都有對應的實現，其函數原型是：

int select(
  int nfds,
  fd_set* readfds,
  fd_set* writefds,
  fd_set* errorfds,
  const struct timeval* timeout
);

nfds最大的文件描述符加1；

readfds：用於檢查可讀性的描述符集合，同時也是可讀描述符的結果返回；

writefds：用於檢查可寫性的描述符集合，同時也是可寫描述符的結果返回；

errorfds：用於檢查異常的描述符集合，同時也是異常描述符的結果返回；

timeout：一個指向timeval結構的指針，用於決定select等待I/O的最長時間，它可以使select處於三種狀態：

（1）第一，若將NULL以形參傳入，即不傳入時間結構，就是將select置於阻塞狀態，一定等到監視文件描述符集合中某個文件描述符發生變化為止；

（2）第二，若將時間值設為0秒0毫秒，就變成一個純粹的非阻塞函數，不管文件描述符是否有變化，都立刻返回繼續執行，文件無變化返回0，有變化返回一個正值；

（3）第三，timeout的值大於0，這就是等待的超時時間，即 select在timeout時間內阻塞，超時時間之內有事件到來就返回了，否則在超時後不管怎樣一定返回，>返回值同上述。

函數返回值：

負值：select錯誤

正值：某些文件可讀寫或出錯

零值：等待超時，沒有可讀寫或錯誤的文件

kqueue

kqueue是FreeBSD上的一種的多路復用機制,所以剛好能在OSX/iOS中使用。它是針對傳統的select處理大量的文件描述符性能較低效而開發出來的。注冊一批描述符>到kqueue以後,當其中的描述符狀態發生變化時,kqueue將一次性通知應用程序哪些描述符可讀、可寫或出錯了.

kqueue模型最主要的函數就是kevent,它與select類似，提供向內核注冊/反注冊/修改事件和返回就緒事件或錯誤事件，函數原型為：

int kevent(
  int kq,
  const struct kevent *changelist,
  int nchanges,
  struct kevent *eventlist,
  int nevents,
  const struct timespec *timeout
);

kq:由kqueue()返回的一個內核事件隊列標識；

changelist:注冊/反注冊事件的列表；

nchanges:changelist的個數;

eventlist:用於返回有事件發生的列表；

nevents:傳入的eventlist的最大長度;

timeout:一個指向timeval結構的指針,指定超時時間;

函數返回值與select類似。

另外比較重要的就是struct kevent這個結構體了，它既是注冊、反注冊、修改事件的載體，也是事件返回的載體，它的原型為:

struct kevent {
  uintptr_t       ident;
  short           filter;
  u_short         flags;
  u_int           fflags;
  intptr_t        data;
  void            *udata;
};

由於kqueue不僅僅用於socket，還可用於如文件狀態、信號、進程等用途，以下僅僅當在網絡編程時這些元素的值及含義：

ident:事件的id,實際應用中,一般設置為文件描述符;

filter:指定你希望內核用於ident成員的過濾器,我們可以指定EVFILT_READ(讀狀態)和EVFILT_READ(寫狀態)；

flags:告訴內核應當對該事件在隊列做何處理,我們可以指定EV_ADD(注冊)、EV_DELETE(刪除)、EV_ENABLE(開啟,默認)、EV_DISABLE(停用)，當flags用於eventlist返回事件時，可能包含EV_ERROR的掩碼表示描述符錯誤事情；

fflags:用於指定你想讓內核使用的特定於過濾器的標志;

data:用於保存任何特定於過濾器的數據，當filter指定為EVFILT_READ或EVFILT_READ時，data表示可讀或可寫的數據長度，當事件的描述符出錯時，data表示錯誤>代碼；

udata:data成員並不由kqueue使用，kqueue會把它的值不加修改地透傳，用於類似於上下文。

總結

select的缺點：

（1）每次調用select，都需要把fd集合從用戶態拷貝到內核態，這個開銷在fd很多時會很大

（2）同時每次調用select都需要在內核遍歷傳遞進來的所有fd，這個開銷在fd很多時也很大

（3）select支持的文件描述符數量太小了，默認是1024(不同平台對FD_SETSIZE設定不一樣)