Linux select()函数介绍

1. 简介

     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！

2. select函数说明

1) 函数定义

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

 

2) 关键数据结构

     (1) 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(file descriptor)，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

         • FD_ISSET(int ,fd_set* )：检查集合中指定的文件描述符是否可以读写

      (2) struct timeval

            用来代表时间值，有两个成员，一个是秒数，另一个是毫秒数。

3) 参数说明

      • 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！

      • 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。

4) 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

3. 举例

    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。

例子：

 

[cpp] view plaincopy

1. main()   
2. {   
3.     int sock;   
4.     FILE *fp;   
5.     struct fd_set fds;   
6.     struct timeval timeout={3,0}; //select等待3秒，3秒轮询，要非阻塞就置0   
7.     int maxfdp;  
8.   
9.     char buffer[256]={0}; //256字节的接收缓冲区   
10.   
11.     /* 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 
12.     都已经给定，要写的文件已经打开  
13.     sock=socket(...);  
14.     bind(...);  
15.     fp=fopen(...); */   
16.     while(1)   
17.     {   
18.         FD_ZERO(&fds); //每次循环都要清空集合，否则不能检测描述符变化   
19.         FD_SET(sock,&fds); //添加描述符   
20.         FD_SET(fp,&fds); //同上   
21.         maxfdp=sock>fp?sock+1:fp+1; //描述符最大值加1   
22.           
23.         switch(select(maxfdp,&fds,&fds,NULL,&timeout)) //select使用   
24.         {   
25.             case -1: exit(-1);break; //select错误，退出程序   
26.             case 0:break; //再次轮询   
27.             default:   
28.                 if(FD_ISSET(sock,&fds)) //测试sock是否可读，即是否网络上有数据   
29.                 {   
30.                     recvfrom(sock,buffer,256,.....);//接受网络数据   
31.                       
32.                     if(FD_ISSET(fp,&fds)) //测试文件是否可写   
33.                         fwrite(fp,buffer...);//写入文件   
34.           
35.                 }   
36.         }// end switch   
37.     }//end while   
38. }