1. 概念
当从一个fd读,写到另一个fd时，可以在下列形式的循环中使用阻塞I/0。
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while((n = read(STDIN_FILENO, buf, BUFSIZ)) > 0) if (write(STDOUT_FILENO, buf, n) != n) exit(1); |
但是如果必须从两个fd中读，如果仍然使用阻塞式I/O，那么程序就会长时间阻塞在一个描述符上。这在网络编程中需要多个socket中获取数据的情况尤为常见。
解决方法一般有如下几种：
a).使用多进程/线程模型，每个进程/线程阻塞式等待一个fd。但是需要之间的多个信号通信机制，增加了程序的复杂性。
b).使用非阻塞式I/O(open with O_NOBLOCK)，不断轮询(polling)多个描述符。但浪费CPU时间，并且多次执行read的系统调用。每次polling一遍后应该sleep若干时间，但这个时间很难确定。
c).使用信号驱动I/O模型。首先用sigaction设置SIGIO的信号处理程序，这样内核在数据ready的时候就发送一个SIGIO给进程，进程用信号处理程序接收并处理，完成时成功返回。
d).使用异步I/O(asynchronous I/O)。基本思想是进程告诉内核，当一个fd已经ready的时候，用一个signal通知它。需要注意的是，并非所有的UNIX系统都支持。(System V为这种机制提供了SIGPOLL信号，但是仅当fd是STEAMS设备的时才可用。另外这个信号对每个进程而言只有一个，如果该信号对两个fd都起作用则无法判断哪一个已经ready。为了确定，则将多个fd都设为非阻塞的，以此read来判断)。Linux支持异步I/O但是不默认支持STREAMS机制。与信号驱动I/O相比，信号驱动是通知发起时通知进程，然后将数据从内核读到进程空间。而异步I/O是完成全部过程才通知进程。
e).使用I/O复用(I/O multiplexing)。先构造一张有关fd的列表，然后调用一个函数。直到fd中一个已经准备进行I/O时，这个函数才返回。多路转接是这种问题实现的最好方式。具体函数介绍如下。
2.select和pselect函数
select函数使我们可以执行I/0多路转接，传向select的参数告诉内核：
(1).关心的fd
(2).对于每个fd关心的状态。(读，写或者异常)
从select返回，内核告诉我们：
(1).已经准备号的fd数量。
(2).对于读，写或者异常这三个状态中的每一个，哪些描述符已经准备好。
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#include <sys/select.h> int select( int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout ); /*返回值 *-1 出错 *0 没有描述符准备好，并超时 *>0 返回已准备好的描述符的数量，该值是三个描述符中已准备好的描述符之和，若一个文件描述符既准备好读，又准备好了写，那么返回2。 */ |
该函数提供了一种在单个进程中监视多个文件描述符的方法。可以对三种类型的描述符集进行监视：可读(第2个参数：readfds)、可写(第3个参 数：writefds)、处于异常状态(第4个参数：exceptfds)的描述符。从第2个参数起，参数都可以为空(NULL)，当文件描述符集为空时，表示不监视其描述符的状态；nfds 是三个文件描述符号中最大的描述符+1。这样就会在一定的范围内搜索需要检测的描述符，否则，将会在所有可选的fd_set中搜索。
最后一个描述符为愿意等待的时间，
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struct timeval { long tv_sec; /*seconds*/ long tv_usec; /*and microseconds*/ } |
timeval *timeout有三种情况
a). timeout == NULL 表示永远阻塞，直到fd准备好。
b). timeout->tv_sec == 0 && timeout->tv_usec == 0 表示完全不等待，测试所有的fd并立即返回。这样得到多个fd的状态而不阻塞select函数的polling方法。
c). timeout->tv_sec != 0 && timeout->tv_usec != 0 等待指定的秒数和毫秒数。当指定的fd之一已经ready时，或者指定时间到达时立即返回。如果是超时时返回则返回0。
Reference:
APUE Chapter 14
UNP Chapter 6