linux C中的select的使用
阿新 • • 發佈：2019-02-17
一.Select 函式詳細介紹
Select在Socket程式設計中還是比較重要的，可是對於初學Socket的人來說都不太愛用Select寫程式，他們只是習慣寫諸如connect、 accept、recv或recvfrom這樣的阻塞程式（所謂阻塞方式block，顧名思義，就是程序或是執行緒執行到這些函式時必須等待某個事件的發生，如果事件沒有發生，程序或執行緒就被阻塞，函式不能立即返回）。
可是使用Select就可以完成非阻塞（所謂非阻塞方式non-block，就是程序或執行緒執行此函式時不必非要等待事件的發生，一旦執行肯定返回，以返回值的不同來反映函式的執行情況，如果事件發生則與阻塞方式相同，若事件沒有發生則返回一個程式碼來告知事件未發生，而程序或執行緒繼續執行，所以效率較高）方式工作的程式，它能夠監視我們需要監視的檔案描述符的變化情況--讀寫或是異常。
下面詳細介紹一下：
Select的函式格式(我所說的是Unix系統下的伯克利socket程式設計，和windows下的有區別，一會兒說明)：
int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout);
第一 .struct fd_set可以理解為一個集合，這個集合中存放的是檔案描述符(filedescriptor)，即檔案控制代碼，這可以是我們所說的普通意義的檔案，當然 Unix下任何裝置、管道、FIFO等都是檔案形式，全部包括在內，所以毫無疑問一個socket就是一個檔案，socket控制代碼就是一個檔案描述符。
fd_set集合可以通過一些巨集由人為來操作，比如：
FD_ZERO(fd_set *); 清空集合
FD_SET(int, fd_set *); 將一個給定的檔案描述符加入集合之中
FD_CLR(int, fd_set*); 將一個給定的檔案描述符從集合中刪除
檢查集合中指定的檔案描述符是否可以讀寫FD_ISSET(int ,fd_set* )。一會兒舉例說明。
第二
int maxfdp：是一個整數值，是指集合中所有檔案描述符的範圍，即所有檔案描述符的最大值加1，不能錯！在Windows中這個引數的值無所謂，可以設定不正確。
fd_set* readfds：是指向fd_set結構的指標，這個集合中應該包括檔案描述符，我們是要監視這些檔案描述符的讀變化的，即我們關心是否可以從這些檔案中讀取資料了，如果這個集合中有一個檔案可讀，select就會返回一個大於0的值，表示有檔案可讀，如果沒有可讀的檔案，則根據timeout引數再判斷是否超時，若超出timeout的時間，select返回0，若發生錯誤返回負值。可以傳入NULL值，表示不關心任何檔案的讀變化。
fd_set* writefds：是指向fd_set結構的指標，這個集合中應該包括檔案描述符，我們是要監視這些檔案描述符的寫變化的，即我們關心是否可以向這些檔案中寫入資料了，如果這個集合中有一個檔案可寫，select就會返回一個大於0的值，表示有檔案可寫，如果沒有可寫的檔案，則根據timeout引數再判斷是否超時，若超出timeout的時間，select返回0，若發生錯誤返回負值。可以傳入NULL值，表示不關心任何檔案的寫變化。
fd_set * errorfds：同上面兩個引數的意圖，用來監視檔案錯誤異常。
struct timeval* timeout：是select的超時時間，這個引數至關重要，它可以使select處於三種狀態：
第一，若將NULL以形參傳入，即不傳入時間結構，就是將select置於阻塞狀態，一定等到監視檔案描述符集合中某個檔案描述符發生變化為止；
第二，若將時間值設為0秒0毫秒，就變成一個純粹的非阻塞函式，不管檔案描述符是否有變化，都立刻返回繼續執行，檔案無變化返回0，有變化返回一個正值；
第三，timeout的值大於0，這就是等待的超時時間，即select在timeout時間內阻塞，超時時間之內有事件到來就返回了，否則在超時後不管怎樣一定返回，返回值同上述。
第三.select 返回值：
負值：select錯誤
正值：某些檔案可讀寫或出錯
0：等待超時，沒有可讀寫或錯誤的檔案
在有了select後可以寫出像樣的網路程式來！
舉個簡單的例子，就是從網路上接受資料寫入一個檔案中。
[cpp:nogutter] view plaincopyprint?
- main()
- {
- int sock;
- FILE *fp;
- struct fd_set fds;
- struct timeval timeout={3,0}; //select等待3秒，3秒輪詢，要非阻塞就置0
- char buffer[256]={0}; //256位元組的接收緩衝區
- /* 假定已經建立UDP連線，具體過程不寫，簡單，當然TCP也同理，主機ip和port都已經給定，要寫的檔案已經開啟
- sock=socket(...);
- bind(...);
- fp=fopen(...); */
- while(1)
- {
- FD_ZERO(&fds); //每次迴圈都要清空集合，否則不能檢測描述符變化
- FD_SET(sock,&fds); //新增描述符
- 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錯誤，退出程式
- case 0:break; //再次輪詢
- default:
- if(FD_ISSET(sock,&fds)) //測試sock是否可讀，即是否網路上有資料
- {
- recvfrom(sock,buffer,256,.....);//接受網路資料
- if(FD_ISSET(fp,&fds)) //測試檔案是否可寫
- fwrite(fp,buffer...);//寫入檔案
- buffer清空;
- }// end if break;
- }// end switch
- }//end while
- }//end main
二.另一個例子：
#include<sys/time.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
定義函式 int select(int n,fd_set * readfds,fd_set * writefds,fd_set * exceptfds,struct timeval * timeout);
函式說明 select()用來等待檔案描述詞狀態的改變。引數n代表最大的檔案描述詞加1，引數readfds、writefds 和exceptfds 稱為描述片語，是用來回傳該描述詞的讀，寫或例外的狀況。底下的巨集提供了處理這三種描述片語的方式:
[cpp:nogutter] view plaincopyprint?
- FD_CLR(inr fd,fd_set* set)；用來清除描述片語set中相關fd 的位
- FD_ISSET(int fd,fd_set *set)；用來測試描述片語set中相關fd 的位是否為真
- FD_SET（int fd,fd_set*set）；用來設定描述片語set中相關fd的位
- FD_ZERO（fd_set *set）； 用來清除描述片語set的全部位
- 引數 timeout為結構timeval，用來設定select()的等待時間，其結構定義如下
- struct timeval
- {
- time_t tv_sec;
- time_t tv_usec;
- };
返回值 如果引數timeout設為NULL則表示select（）沒有timeout。
錯誤程式碼 執行成功則返回檔案描述詞狀態已改變的個數，如果返回0代表在描述詞狀態改變前已超過timeout時間，當有錯誤發生時則返回-1，錯誤原因存於errno，此時引數readfds，writefds，exceptfds和timeout的值變成不可預測。
EBADF 檔案描述詞為無效的或該檔案已關閉
EINTR 此呼叫被訊號所中斷
EINVAL 引數n 為負值。
ENOMEM 核心記憶體不足
範例 常見的程式片段:fs_set readset；
FD_ZERO(&readset);
FD_SET(fd,&readset);
select(fd+1,&readset,NULL,NULL,NULL);
if(FD_ISSET(fd,readset){……}
下面是linux環境下select的一個簡單用法
[cpp:nogutter] view plaincopyprint?- #i nclude <sys/time.h>
- #i nclude <stdio.h>
- #i nclude <sys/types.h>
- #i nclude <sys/stat.h>
- #i nclude <fcntl.h>
- #i nclude <assert.h>
- int main ()
- {
- int keyboard;
- int ret,i;
- char c;
- fd_set readfd;
- struct timeval timeout;
- keyboard = open("/dev/tty",O_RDONLY | O_NONBLOCK);
- assert(keyboard>0);
- while(1)
- {
- timeout.tv_sec=1;
- timeout.tv_usec=0;
- FD_ZERO(&readfd);
- FD_SET(keyboard,&readfd);
- ret=select(keyboard+1,&readfd,NULL,NULL,&timeout);
- if(FD_ISSET(keyboard,&readfd))
- {
- i=read(keyboard,&c,1);
- if('/n'==c)
- continue;
- printf("hehethe input is %c/n",c);
- if ('q'==c)
- break;
- }
- }
- }
用來迴圈讀取鍵盤輸入
將例子程式作一修改，加上了time out,並且考慮了select得所有的情況：
[cpp:nogutter] view plaincopyprint?- #include <stdio.h>
- #include <sys/types.h>
- #include <sys/stat.h>
- #include <fcntl.h>
- #include <assert.h>
- int main ()
- {
- int keyboard;
- int ret,i;
- char c;
- fd_set readfd;
- struct timeval timeout;
- keyboard = open("/dev/tty",O_RDONLY | O_NONBLOCK);
- assert(keyboard>0);
- while(1)
- {
- timeout.tv_sec=5;
- timeout.tv_usec=0;
- FD_ZERO(&readfd);
- FD_SET(keyboard,&readfd);
- ret=select(keyboard+1,&readfd,NULL,NULL,&timeout);
- //select error when ret = -1
- if (ret == -1)
- perror("select error");
- //data coming when ret>0
- else if (ret)
- {
- if(FD_ISSET(keyboard,&readfd))
- {
- i=read(keyboard,&c,1);
- if('/n'==c)
- continue;
- printf("hehethe input is %c/n",c);
- if ('q'==c)
- break;
- }
- }
- //time out when ret = 0
- else if (ret == 0)
- printf("time out/n");
- }
- }
注意（補充）：
1、readset writeset exceptset指定我們要讓核心測試讀、寫和異常條件的描述字。如果對某一個的條件不感興趣，就可以把它設為NULL。如果三個指標都為NULL，我們就有了一個比sleep()函式更為精確的定時器（sleep()以毫秒為最小單位，這個以微秒為單位）