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linux平臺IO多路複用 select介面使用例子

這幾天在學習net-snmp原始碼,裡面封裝了很多select函式呼叫,這裡記錄一下linux上select的用法以及相關介面。

先看介面:

//標頭檔案
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

/*
 *  引數nfds表示監聽的描述符個數,通常等於最大的描述符加一,select最多同時監聽描述符
 *  數量有個上限,FD_SETSIZE(1024),不同平臺這個值可能不同,所以如果程式中監聽數量特別
 *  多的話,建議使用epoll。
 *
 *  引數 readfds, writefds, exceptfds表示描述符集,可以把我們關心的描述符放到對應的
 *  描述符數組裡面,這三個分別對應著可讀、可寫和異常事件。可以都設定為NULL,這時候select
 *  呼叫就相當於一個更精確的sleep。 
 *
 *  引數 timeout表示select超時時間,如果為NULL的話,表示永久阻塞,除非監聽的描述符集上
 *  有事件發生或者收到訊號,為0的話,表示立即返回,其它的值則表示相應的等待時間。
 *
 *  成功返回準備好讀寫的檔案描述符數量,
 *  返回0表示超時,返回-1表示出錯。
 */
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
           fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
           
/* 從fdset中清空該檔案描述符標誌位 */           
void FD_CLR(int fd, fd_set *set); 

/* 判斷該檔案描述符上是否有事件發生 */
int  FD_ISSET(int fd, fd_set *set);

/* 將該檔案描述符新增到fd_set陣列中 */
void FD_SET(int fd, fd_set *set);

/* 初始化fdset */  
void FD_ZERO(fd_set *set);

每次呼叫select後,都需要重新清空描述符集並重新新增感興趣的檔案描述符。另外,select返回時會將
剩餘時間填充到timeout引數中,因此重新呼叫select的時候也要重新初始化該時間引數。

示例,建立兩個udp套接字,使用select迴圈監聽可讀事件,注意收到事件處理完成後需要重新對fd_set描述符集進行初始化,

這一點不如epoll使用方便。

/**
 *  Description : linux 環境 select介面使用示例
 *      建立兩個udp套接字,然後使用select監聽套接字上讀事件。        
 *  Date        : 20181001
 *  Author      : mason
 */

#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/errno.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>

#define BUFFER_SIZE 512
#define log(fmt, arg...) printf("[udptest] %s:%d "fmt, __FUNCTION__, __LINE__, ##arg)

void main()
{
    int sock, sock2;
    int addr_len, recv_len;
    char buffer[BUFFER_SIZE] = {0};
    struct sockaddr_in addr, addr2;

    fd_set rfds;
    struct timeval tv;
    int retval, maxfdp1 = 0;
    
    /* 建立UDP套接字 */
    sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sock == -1) {
        log("create socket fail \r\n");
        return ;
    }    
    
    sock2 = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sock2 == -1) {
        log("create socket2 fail \r\n");
        close(sock);
        return ;
    }  

    /* 設定監聽地址 */
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; 
    addr.sin_port = htons(40000);
        
    addr2.sin_family = AF_INET;
    addr2.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; 
    addr2.sin_port = htons(30000);
    addr_len = sizeof(struct sockaddr_in);

    /* 繫結本地監聽地址 */
    if (0 != bind(sock, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(struct sockaddr_in)))
    {
        log("bind local listening addr fail,errno : %d \r\n", errno);
        goto end;
    }  
    
    if (0 != bind(sock2, (struct sockaddr *)&addr2, sizeof(struct sockaddr_in)))
    {
        log("bind local listening addr fail,errno : %d \r\n", errno);
        goto end;
    } 

    /* 初始化描述符集 */
    FD_ZERO(&rfds);

    /* 新增到描述符集裡面 */
    FD_SET(sock, &rfds);
    maxfdp1 = maxfdp1 > sock ? (maxfdp1 + 1) : (sock + 1);

    /* 新增到描述符集裡面 */
    FD_SET(sock2, &rfds);
    maxfdp1 = maxfdp1 > sock ? (maxfdp1 + 1) : (sock + 1);

    /* select超時10s */
    tv.tv_sec = 10;
    tv.tv_usec = 0;

    /* 迴圈監聽 */
    for (;;)
    {
        /* 只監聽讀事件 */
        retval = select(maxfdp1, &rfds, NULL, NULL, &tv);
        if (retval > 0)
        {
            /* 判斷是否可讀 */
            if (FD_ISSET(sock, &rfds))
            {
                recv_len = read(sock, buffer, sizeof(buffer));
                if (recv_len != -1)
                {
                    log("revc from sock : %s\r\n", buffer);
                    memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
                }
            }
            if (FD_ISSET(sock2, &rfds))
            {
                recv_len = read(sock2, buffer, sizeof(buffer));
                if (recv_len != -1)
                {
                    log("revc from sock2 : %s\r\n", buffer);
                    memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
                }
            }
        }
        else if (retval == 0)
        {
            /* select 超時 */
            log("select timeout \r\n");
        }
        else
        {
            log("select error \r\n");
        }

        /* 清空標誌位 */
        FD_ZERO(&rfds);

        /* 重新設定超時 */
        tv.tv_sec = 5;
        
        /* 重新新增到select監聽陣列中 */
        FD_SET(sock, &rfds);
        FD_SET(sock2, &rfds);
    }
   
end:
   close(sock);
   close(sock2);

   return;
}

Makefile:

#
# Linux 同步IO複用 select介面例子
#

app:
	gcc -o select_demo select_demo.c

clean:
	rm -rf *.o select_demo

執行截圖:

參考資料:

2. 《UNIX網路程式設計卷一 套接字API》第6章 IO多路複用