select(Linux 网络编程)

select是一个计算机函数,位于头文件#include <sys/select.h> 。该函数用于监视文件描述符的变化情况——读写或是异常。

/* POSIX.1-2001, POSIX.1-2008 系列标准*/

#include <sys/select.h>

/*早期的标准*/

#include <sys/time.h>

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

int select (int maxfd + 1,fd_set *readset,fd_set *writeset,

fd_set *exceptset,const struct timeval * timeout);

参数一:最大的文件描述符加1。

参数二:用于检查可读性,

参数三:用于检查可写性,

参数四:用于检查带外数据,

参数五:一个指向timeval结构的指针,用于决定select等待I/o的最长时间。如果为空将一直等待。timeval结构的定义:struct timeval{

long tv_sec; // seconds

long tv_usec; // microseconds

}

>0:就绪描述字的正数目

-1:出错

0 :超时

readset writeset exceptset指定我们要让内核测试读、写和异常条件的描述字。如果对某一个的条件不感兴趣,就可以把它设为NULL。如果三个指针都为NULL,我们就有了一个比sleep()函数更为精确的定时谜尝淋器(sleep()以毫秒为最小单位,这个以微秒为单位)。

select使用描述字集,典型地是一个整数数组,祖懂其中每个整数中的每一位请凝局对应一个描述字。假设使用32位整数,那么该数组的第一个元素对应于描述字0~31,第二个元素对应于描述字32~63,依此类推。所有的实现细节都与应用程序无关,它们隐藏在名为fd_set的数据类型和以下四个宏中:

void FD_ZERO (fd_set *fdset); // clear all bits in fdset

void FD_SET (int fd,fd_set *fdset); // turn on the bit for fd in fdset

void FD_CLR (int fd,fd_set *fdset); // turn off the bit for fd in fdset

intFD_ISSET(int fd,fd_set *fdset); // is the bit for fd on in fdset

定义一个fd_set变量,然后打开描述字1.4.5对应的位:

fd_set fdset;

FD_ZERO (&fdset); // 如果不初始化,会导致不可预期的后果

FD_SET (1,&fdset);

FD_SET (4,&fdset);

FD_SET (5,&fdset);

int maxfdp1参数指定待测试的描述字个数,它的值是待测试的最大描述字加1。

Select在Socket编程中还是比较重要的,可是对于初学Socket的人来说都不太爱用Select写程序,他们只是习惯写诸如connect、accept、recv或recvfrom这样的阻塞程序(所谓阻塞方式block,顾名思义,就是进程或是线程执行到这些函数时必须等待某个事件的发生,如果事件没有发生,进程或线程就被阻塞,函数不能立即返回)。

可是使用Select就可以完成非阻塞(所谓非阻塞方式non-block,就是进程或线程执行此函数时不必非要等待事件的发生,一旦执行肯定返回,以返回值的不同来反映函数的执行情况,如果事件发生则与阻塞方式相同,若事件只腿纸希没有发生则返回一个代码来告知事件未发生,而进程或线程继续执行,所以效率较高)方式工作的程序,它能够监视我们需要监视的文件描述符的变化情况——读写或是异常。

Select的函数格式(我所说的是悼才循犁Unix系统下的伯克利socket编程,和windows下的有区别,一会儿说明):

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

先说明两个结构体:

第一,struct fd_set可拳榆舟以理解为一个集合,这个集合中存放的是文件描述符(filedescriptor),即文件句柄,这可以是我们所说的普通意义的文件,当然Unix下任何设备、管道、FIFO等都是文件形式,全部包括在内,所以毫无疑问一个socket就是一个文件,socket句柄就是一个文件描述符。记誉背

fd_set集合可以通过一些宏由人为来操作,比如

清空集合FD_ZERO(fd_set *);

struct timeval来代表时间值,有两个成员,一个是秒数,另一个是微秒数。

具体解释select的参数:

int maxfdp是一个整数值,是指集合中所有文件描述符的范围,即所有文件描述符的最大值加1,不能错!在Windows中这个参数的值无所谓,可以设置不正确。

fd_set*readfds是指向fd_set结构的指针,这个集合中应该包括文件描述符,我们是要监视这些文件描述符的读变化的,即我们关心是否可以从这些文件中读取数据了,如果这个集合中有一个文件可读,select就会返回一个大于0的值,表示有文件可读,如果没有可读的文件,则根据timeout参数再判断是否超时,若超出timeout的时间,select返回0,若发生错误返回负值。可以传入NULL值,表示不关心任何文件的读变化。

fd_set*writefds是指向fd_set结构的指针,这个集合中应该包括文件描述符,我们是要监视这些文件描述符的写变化的,即我们关心是否可以向这些文件中写入数据了,如果这个集合中有一个文件可写,select就会返回一个大于0的值,表示有文件可写,如果没有可写的文件,则根据timeout参数再判断是否超时,若超出timeout的时间,select返回0,若发生错误返回负值。可以传入NULL值,表示不关心任何文件的写变化。

fd_set *errorfds同上面两个参数的意图,用来监视文件错误异常。

struct timeval *timeout是select的超时时间,这个参数至关重要,它可以使select处于三种状态,第一,若将NULL以形参传入,即不传入时间结构,就是将select置于阻塞状态,一定等到监视文件描述符集合中某个文件描述符发生变化为止;第二,若将时间值设为0秒0毫秒,就变成一个纯粹的非阻塞函数,不管文件描述符是否有变化,都立刻返回继续执行,文件无变化返回0,有变化返回一个正值;第三,timeout的值大于0,这就是等待的超时时间,即select在timeout时间内阻塞,超时时间之内有事件到来就返回了,否则在超时后不管怎样一定返回,返回值同上述。

返回值:

负值:select错误

正值:某些文件可读写或出错

0:等待超时,没有可读写或错误的文件

在有了select后可以写出像样的网络程序来!举个简单的例子,就是从网络上接收数据写入一个文件中。

例子:

main()

{

int sock; int fd;

fd_set fds;

struct timeval timeout={0,3}; //select等待3微秒,3微秒轮询,要非阻塞就置0

char buffer[256]={0}; //256字节的接收缓冲区

/* 假定已经建立UDP连接,具体过程不写,简单,当然TCP也同理,主机ip和port都已经给定,要写的文件已经打开

sock=socket(...);

bind(...);

fd=open(...); */

while⑴

{

FD_ZERO(&fds); //每次循环都要清空集合,否则不能检测描述符变化

FD_SET(sock,&fds); //添加描述符

FD_SET(fd,&fds); //同上

timeout.tv_sec=0;

timeout.tv_usec=3;//select函数会不断修改timeout的值,所以每次循环都应该重新赋值[windows不受此影响]

maxfdp=sock>fd?sock+1:fd+1; //描述符最大值加1

switch(select(maxfdp,&fds,&fds,NULL,&timeout)) //select使用

{

case -1: exit(-1);break; //select错误,退出程序

case 0:break; //再次轮询

default:

if(FD_ISSET(sock,&fds)) //测试sock是否可读,即是否网络上有数据

{

recvfrom(sock,buffer,256,.....);//接受网络数据

if(FD_ISSET(fd,&fds)) //测试文件是否可写

write(fd,buffer...);//写入文件

buffer清空;

}// end if break;

}// end switch

}//end while

}//end main

select()函数与Linux驱动程序的关系

当用户调用select系统调用时,select系统调用会先调用poll_initwait(&table),然后调用驱动程序中 struct file_operations下的fop->poll函数,在这个函数里应该调用poll_wait(),将current加到某个等待队列(这里调用poll_wait()),并检查是否有效,如果无效就调用schedule_timeout();去睡眠。事件发生后,schedule_timeout()回来,调用fop->poll(),检查到可以运行,就调用poll_freewait(&table);从而完成select系统调用。重要的是fop->poll()里面要检查是否就绪,如果是,要返回相应标志。

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