linux中select函数的使用

  

linux中select函数的使用 

 

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，比如清空集合FD_ZERO(fd_set*)，将一个给定的文件描述符加入集合之中FD_SET(int ,fd_set*)，将一个给定的文件描述符从集合中删除FD_CLR(int,fd_set*)，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，另一个是毫秒数。  

具体解释select的参数：   

intmaxfdp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，就是从网络上接受数据写入一个文件中。  

例子：   

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  

  

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  

select()的机制中提供一fd_set的数据结构，实际上是一long类型的数组， 每一个数组元素都能与一打开的文件句柄（不管是Socket句柄,还是其他 文件或命名管道或设备句柄）建立联系，建立联系的工作由程序员完成， 当调用select()时，由内核根据IO状态修改fd_set的内容，由此来通知执 行了select()的进程哪一Socket或文件可读，下面具体解释：  

#include  #include  #include  

int select(nfds, readfds, writefds, exceptfds, timeout) int nfds;  

fd_set *readfds, *writefds, *exceptfds; struct timeval *timeout;  

ndfs：select监视的文件句柄数，视进程中打开的文件数而定,一般设为呢要监视各文件 

中的最大文件号加一。  

readfds：select监视的可读文件句柄集合。  writefds:select监视的可写文件句柄集合。  exceptfds：select监视的异常文件句柄集合。 

timeout：本次select()的超时结束时间。（见/usr/sys/select.h， 可精确至百万分之一秒！）  

当readfds或writefds中映象的文件可读或可写或超时，本次select() 就结束返回。程序员利用一组系统提供的宏在select()结束时便可判 断哪一文件可读或可写。对Socket编程特别有用的就是readfds。 几只相关的宏解释如下：  

FD_ZERO(fd_set *fdset)：清空fdset与所有文件句柄的联系。 

FD_SET(int fd, fd_set *fdset)：建立文件句柄fd与fdset的联系。 FD_CLR(int fd, fd_set *fdset)：清除文件句柄fd与fdset的联系。 FD_ISSET(int fd, fdset *fdset)：检查fdset联系的文件句柄fd是否 可读写，>0表示可读写。  

（关于fd_set及相关宏的定义见/usr/include/sys/types.h） 

这样，你的socket只需在有东东读的时候才读入，大致如下：   ... 

int sockfd;  fd_set fdR; 

struct timeval timeout = ..;  ... 

for(;;) {  

FD_ZERO(&fdR);  

FD_SET(sockfd, &fdR);  

switch (select(sockfd + 1, &fdR, NULL, &timeout)) { case -1:  

error handled by u;  case 0: 

timeout hanled by u;  default: 

if (FD_ISSET(sockfd)) {  

now u read or recv something;   }  }  }  

所以一个FD_ISSET(sockfd)就相当通知了sockfd可读。  

至于struct timeval在此的功能，请man select。不同的timeval设置 使使select()表现出超时结束、无超时阻塞和轮询三种特性。由于 timeval可精确至百万分之一秒，所以Windows的SetTimer()根本不算 什么。你可以用select()做一个超级时钟。  

FD_ACCEPT的实现？依然如上，因为客户方socket请求连接时，会发送 连接请求报文，此时select()当然会结束，FD_ISSET(sockfd)当然大 于零，因为有报文可读嘛！至于这方面的应用，主要在于服务方的父 Socket，你若不喜欢主动accept()，可改为如上机制来accept()。  

至于FD_CLOSE的实现及处理，颇费了一堆cpu处理时间，未完待续。   -- 

讨论关于利用select()检测对方Socket关闭的问题：  

仍然是本地Socket有东东可读，因为对方Socket关闭时，会发一个关闭连接 通知报文，会马上被select()检测到的。