select系统调用是用来让我们的程序监视多个文件句柄(file
descriptor)的状态变化的。程序会停在select这里等待,直到被监视的文件句柄有某一个或多个发生了状态改变。
文件在句柄在Linux里很多,如果你man某个函数,在函数返回值部分说到成功后有一个文件句柄被创建的都是的,如man socket可以看到“On
success, a file descriptor for the new socket is returned.”而man 2
open可以看到“open() and creat() return the new file
descriptor”,其实文件句柄就是一个整数,看socket函数的声明就明白了:
int socket(int domain, int type, int protocol);
当然,我们最熟悉的句柄是0、1、2三个,0是标准输入,1是标准输出,2是标准错误输出。0、1、2是整数表示的,对应的FILE
*结构的表示就是stdin、stdout、stderr,0就是stdin,1就是stdout,2就是stderr。比如下面这两段代码都是从标准输
入读入9个字节字符:
#include
#include
#include
int main(int argc, char ** argv)
{
char buf[10] = "";
read(0, buf, 9); /* 从标准输入 0 读入字符 */
fprintf(stdout, "%s\n", buf); /* 向标准输出 stdout 写字符 */
return 0;
}
/* **上面和下面的代码都可以用来从标准输入读用户输入的9个字符** */
#include
#include
#include
int main(int argc, char ** argv)
{
char buf[10] = "";
fread(buf, 9, 1, stdin); /* 从标准输入 stdin 读入字符 */
write(1, buf, strlen(buf));
return 0;
}
|
继续上面说的select,就是用来监视某个或某些句柄的状态变化的。
select函数原型如下:
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
函 数的最后一个参数timeout显然是一个超时时间值,其类型是struct timeval *,即一个struct
timeval结构的变量的指针,所以我们在程序里要申明一个struct timeval
tv;然后把变量tv的地址&tv传递给select函数。struct timeval结构如下:
struct timeval
{
long tv_sec; /* seconds */
long tv_usec; /* microseconds */
};
|
第2、 3、4三个参数是一样的类型: fd_set *,即我们在程序里要申明几个fd_set类型的变量,比如rdfds, wtfds,
exfds,然后把这个变量的地址&rdfds, &wtfds, &exfds 传递给select函数。
这三个参数都是一个句柄的集合,第一个rdfds是用来保存这样的句柄的:当句柄的状态变成可读的时系统就会告诉select函数返回,同理第二个
wtfds是指有句柄状态变成可写的时系统就会告诉select函数返回,同理第三个参数exfds是特殊情况,即句柄上有特殊情况发生时系统会告诉
select函数返回。特殊情况比如对方通过一个socket句柄发来了紧急数据。如果我们程序里只想检测某个socket是否有数据可读,我们可以这
样:
fd_set rdfds; /* 先申明一个 fd_set 集合来保存我们要检测的 socket句柄 */
struct timeval tv; /* 申明一个时间变量来保存时间 */
int ret; /* 保存返回值 */
FD_ZERO(&rdfds); /* 用select函数之前先把集合清零 */
FD_SET(socket, &rdfds); /* 把要检测的句柄socket加入到集合里 */
tv.tv_sec = 1;
tv.tv_usec = 500; /* 设置select等待的最大时间为1秒加500微秒 */
ret = select(socket + 1, &rdfds, NULL, NULL, &tv); /* 检测我们上面设置到集合rdfds里的句柄是否有可读信息 */
if(ret < 0)
perror("select");/* 这说明select函数出错 */
else if(ret == 0)
printf("超时\n"); /* 说明在我们设定的时间值1秒加500毫秒的时间内,socket的状态没有发生变化 */
else
{ /* 说明等待时间还未到1秒加500毫秒,socket的状态发生了变化 */
printf("ret=%d\n", ret); /* ret这个返回值记录了发生状态变化的句柄的数目,由于我们只监视了socket这一个句柄,所以这里一定ret=1,如果同时有多个句柄发生变化返回的就是句柄的总和了 */
/* 这里我们就应该从socket这个句柄里读取数据了,因为select函数已经告诉我们这个句柄里有数据可读 */
if(FD_ISSET(socket, &rdfds)) { /* 先判断一下socket这外被监视的句柄是否真的变成可读的了 */
/* 读取socket句柄里的数据 */
recv(...);
}
}
|
注意select函数的第一个参数,是所有加入集合的句柄值的最大那个值还要加1。比如我们创建了3个句柄:
int sa, sb, sc;
sa = socket(...); /* 分别创建3个句柄并连接到服务器上 */
connect(sa,...);
sb = socket(...);
connect(sb,...);
sc = socket(...);
connect(sc,...);
FD_SET(sa, &rdfds);/* 分别把3个句柄加入读监视集合里去 */
FD_SET(sb, &rdfds);
FD_SET(sc, &rdfds);
|
在使用select函数之前,一定要找到3个句柄中的最大值是哪个,我们一般定义一个变量来保存最大值,取得最大socket值如下:
int maxfd = 0;
if(sa > maxfd)
maxfd = sa;
if(sb > maxfd)
maxfd = sb;
if(sc > maxfd)
maxfd = sc;
|
然后调用select函数:
ret = select(maxfd + 1, &rdfds, NULL, NULL, &tv); /* 注意是最大值还要加1 */ |
同样的道理,如果我们要检测用户是否按了键盘进行输入,我们就应该把标准输入0这个句柄放到select里来检测,如下:
FD_ZERO(&rdfds);
FD_SET(0, &rdfds);
tv.tv_sec = 1;
tv.tv_usec = 0;
ret = select(1, &rdfds, NULL, NULL, &tv); /* 注意是最大值还要加1 */
if(ret < 0)
perror("select");/* 出错 */
else if(ret == 0)
printf("超时\n"); /* 在我们设定的时间tv内,用户没有按键盘 */
else { /* 用户有按键盘,要读取用户的输入 */
scanf("%s", buf); }
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select(I/O多工机制)
表头文件 #i nclude
#i nclude
#i nclude
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
struct timeval
{
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: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环境下select的一个简单用法
#include
#include
#include
#include
#include
#include
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;
}
}
}
用来循环读取键盘输入
elect 和pselect的区别
/* According to POSIX 1003.1-2001 */
#include <>
/* According to earlier standards */
#include <>
#include <>
#include <>
int select(int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
int pselect(int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, const struct timespec *timeout, const sigset_t *sigmask);
FD_CLR(int fd, fd_set *set);
FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
FD_SET(int fd, fd_set *set);
FD_ZERO(fd_set *set);
以上是关于select和pselect技术的函数族。
下面对select和pselect函数原型的说明:
Select和pselect都是等待一系列的文件描述符(int)的状态发生变化。
这两个函数基本上是一致,但是有三个区别:
第一点 select函数用的timeout参数,是一个timeval的结构体(包含秒和微秒),然而pselect用的是一个timespec结构体(包含秒和纳秒)
第二点 select函数可能会为了指示还剩多长时间而更新timeout参数,然而pselect不会改变timeout参数
第三点 select函数没有sigmask参数,当pselect的sigmask参数为null时,两者行为时一致的。
三个独立的文件描述符集合将会被监视,在readset中的文件描述符将会被监视是不是可读,就是说读这个文件描述符是否会发生阻塞。同理writeset集合将会被监视写过程是不是会被阻塞,exceptfds 将会被监视是否会发生异常。函数退出的时候,这些文件描述符集合将会发生改变用于标示文件描述符的状态变化。
有四个宏函数是用于提供多工集合监视的:FD_ZERO用以清空一个集合,FD_SET和FD_CLR是用来从一个集合中添加和删除一个文件描述符,FD_ISSET是用来测试一个文件描述符是不是在一个集合中。
EXAMPLE
#include <>
#include <>
#include <>
#include <>
int
main(void) {
fd_set rfds;
struct timeval tv;
int retval;
/* Watch stdin (fd 0) to see when it has input. */
FD_ZERO(&rfds);
FD_SET(0, &rfds);
/* Wait up to five seconds. */
tv.tv_sec = 5;
tv.tv_usec = 0;
retval = select(1, &rfds, NULL, NULL, &tv);
/* Don't rely on the value of tv now! */
if (retval == -1)
perror("select()");
else if (retval)
printf("Data is available now.\n");
/* FD_ISSET(0, &rfds) will be true. */
else
printf("No data within five seconds.\n");
return 0;
}