linux select函数详解

linux select函数详解

一.Select 函数详细介绍

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。

下面详细介绍一下:

Select的函数格式(我所说的是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。

fd_set集合可以通过一些宏由人为来操作,比如:

FD_ZERO(fd_set *);清空集合

FD_SET(int, fd_set *);将一个给定的文件描述符加入集合之中

FD_CLR(int, fd_set*); 将一个给定的文件描述符从集合中删除

检查集合中指定的文件描述符是否可以读写FD_ISSET(int ,fd_set* )。一会儿举例说明。

第二 .struct timeval 是一个大家常用的结构,用来代表时间值,有两个成员,一个是秒数,另一个是微秒。 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微秒,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。

第三.select 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,就是从网络上接受数据写入一个文件中。

main()

{

int sock;

FILE *fp;

struct fd_set fds;

struct timeval timeout={3,0}; //select等待3秒,3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(...);

fp=fopen(...); */

while(1)

{

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(fp,&fds); //同上

maxfdp=sock>fp?sock+1:fp+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(fp,&fds)) //测试文件是否可写

fwrite(fp,buffer...);//写入文件

buffer清空;

}// end if break;

}// end switch

}//end while

}//end main

二.另一个例子:

#include

#include

#include

定义函数 int select(int n,fd_set * readfds,fd_set * writefds,fd_set * exceptfds,struct timeval * timeout);

函数说明 select()用来等待文件描述词状态的改变。参数n代表最大的文件描述词加1,参数readfds、writefds 和exceptfds 称为描述词组,是用来回传该描述词的读,写或例外的状况。底下的宏提供了处理这三种描述词组的方式:

FD_CLR(inr fd,fd_set* set);用来清除描述词组set中相关fd 的位

FD_ISSET(int fd,fd_set *set);用来测试描述词组set中相关fd 的位是否为真

FD_SET(int fd,fd_set*set);用来设置描述词组set中相关fd的位

FD_ZERO(fd_set *set); 用来清除描述词组set的全部位

参数 timeout为结构timeval,用来设置select()的等待时间,其结构定义如下

{

time_t tv_sec;

time_t tv_usec;

};

返回值 如果参数timeout设为NULL则表示select()没有timeout。

错误代码

执行成功则返回文件描述词状态已改变的个数,如果返回0代表在描述词状态改变前已超过timeout时间,当有错误发生时则返回-1,错误原因存于errno,此时参数readfds,writefds,exceptfds和timeout的值变成不可预测。

EBADF 文件描述词为无效的或该文件已关闭

EINTR 此调用被信号所中断

EINVAL 参数n 为负值。

ENOMEM 核心内存不足

范例 常见的程序片段:

FD_ZERO(&readset);

FD_SET(fd,&readset);

select(fd+1,&readset,NULL,NULL,NULL);

if(FD_ISSET(fd,readset){……}

下面是linux环境下select的一个简单用法:

1 #include

2 #include

3 #include

4 #include

5 #include

6 #include

7 int main ()

8 {

9 int keyboard;

10 int ret,i;

11 char c;

12 fd_set readfd;

13 struct timeval timeout;

14 keyboard = open("/dev/tty",O_RDONLY | O_NONBLOCK);

15 assert(keyboard>0);

16 while(1)

17 {

18 timeout.tv_sec=1;

19 timeout.tv_usec=0;

20 FD_ZERO(&readfd);

21 FD_SET(keyboard,&readfd);

22 ret=select(keyboard+1,&readfd,NULL,NULL,&timeout);

23 if(FD_ISSET(keyboard,&readfd))

24 {

25 i=read(keyboard,&c,1);

26 if('\n'==c)

27 continue;

28 if ('q'==c)

29 break;

30 printf("the input is %c/n",c);

31

32 }

33 }

34 }

用来循环读取键盘输入

将例子程序作一修改,加上了time out,并且考虑了select得所有的情况:

1 #include

2 #include

3 #include

4 #include

5 #include

6 int main ()

7 {

8 int keyboard;

9 int ret,i;

10 char c;

11 fd_set readfd;

12 struct timeval timeout;

13 keyboard = open("/dev/tty",O_RDONLY | O_NONBLOCK);

14 assert(keyboard>0);

15 while(1)

16 {

17 timeout.tv_sec=5;

18 timeout.tv_usec=0;

19 FD_ZERO(&readfd);

20 FD_SET(keyboard,&readfd);

21 ret=select(keyboard+1,&readfd,NULL,NULL,&timeout);

22 //select error when ret = -1

23 if (ret == -1)

24 perror("select error");

25 //data coming when ret>0

26 else if (ret)

27 {

28 if(FD_ISSET(keyboard,&readfd))

29 {

30 i=read(keyboard,&c,1);

31 if('\n'==c)

32 continue;

33 printf("the input is %c\n",c);

34 if ('q'==c)

35 break;

36 }

37 }

38 //time out when ret = 0

39 else if (ret == 0)

40 printf("time out/n");

41 }

42 }

(程序均已在linux下测试运行)

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