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2015年(72)

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分类: 嵌入式

2015-04-15 10:50:26

异步套接字基础:select函数以及FD_ZERO、FD_SET、FD_CLR、FD_ISSET

 

select函数:
          系统提供select函数来实现多路复用输入/输出模型。原型:
        #include <sys/time.h>
        #include <unistd.h>
      select函数:
          系统提供select函数来实现多路复用输入/输出模型。原型:
        #include <sys/time.h>
        #include <unistd.h>
        int select(int maxfd,fd_set *rdset,fd_set *wrset,fd_set *exset,struct timeval *timeout);
          参数maxfd是需要监视的最大的文件描述符值+1;rdset,wrset,exset分别对应于需要检测的可读文件描述符的集合,可写文件描述符的集 合及异常文件描述符的集合。struct timeval结构用于描述一段时间长度,如果在这个时间内,需要监视的描述符没有事件发生则函数返回,返回值为0。
  FD_ZERO,FD_SET,FD_CLR,FD_ISSET: 参数maxfd是需要监视的最大的文件描述符值+1;rdset,wrset,exset分别对应于需要检测的可读文件描述符的集合,可写文件描述符的集 合及异常文件描述符的集合。struct timeval结构用于描述一段时间长度,如果在这个时间内,需要监视的描述符没有事件发生则函数返回,返回值为0。
  FD_ZERO,FD_SET,FD_CLR,FD_ISSET:
        FD_ZERO(fd_set *fdset);将指定的文件描述符集清空,在对文件描述符集合进行设置前,必须对其进行初始化,如果不清空,由于在系统分配内存空间后,通常并不作清空处理,所以结果是不可知的。
        FD_SET(fd_set *fdset);用于在文件描述符集合中增加一个新的文件描述符。
        FD_CLR(fd_set *fdset);用于在文件描述符集合中删除一个文件描述符。
        FD_ISSET(int fd,fd_set *fdset);用于测试指定的文件描述符是否在该集合中。
  struct timeval结构:
        struct timeval{
        long tv_sec;
//second

        long tv_usec;
//minisecond

  }
  timeout设置情况:
        null:select将一直被阻塞,直到某个文件描述符上发生了事件。
        0:仅检测描述符集合的状态,然后立即返回,并不等待外部事件的发生。
        特定的时间值:如果在指定的时间段里没有事件发生,select将超时返回。
--

'fd_set') 是一组文件描述符(fd)的集合。由于fd_set类型的长度在不同平台上不同,因此应该用一组标准的宏定义来处理此类变量:

fd_set set; FD_ZERO(&set); /* 将set清零 */ FD_SET(fd, &set); /* 将fd加入set */ FD_CLR(fd, &set); /* 将fd从set中清除 */ FD_ISSET(fd, &set); /* 如果fd在set中则真 */
在 过去,一个fd_set通常只能包含少于等于32个文件描述符,因为fd_set其实只用了一个int的比特矢量来实现,在大多数情况下,检查 fd_set能包括任意值的文件描述符是系统的责任,但确定你的fd_set到底能放多少有时你应该检查/修改宏FD_SETSIZE的值。*这个值是系 统相关的*,同时检查你的系统中的select() 的man手册。有一些系统对多于1024个文件描述符的支持有问题。

 

多路复用的方式是真正实用的服务器程序,非多路复用的网络程序只能作为学习或着陪测的角色。本文说下个人
接触过的多路复用函数:select/poll/epoll/port。kqueue的*nix系统没接触过,估计熟悉了上面
四种,kqueue也只是需要熟悉一下而已。

一、select模型
select原型: int select(int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
其中参数n表示监控的所有fd中最大值+1。
和select模型紧密结合的四个宏,含义不解释了:

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);
理解select模型的关键在于理解fd_set,为说明方便,取fd_set长度为1字节,fd_set中的每一bit可以对应一个文件描述符fd。则1字节长的fd_set最大可以对应8个fd。
(1)执行fd_set set; FD_ZERO(&set);则set用位表示是0000,0000。
(2)若fd=5,执行FD_SET(fd,&set);后set变为0001,0000(第5位置为1)
(3)若再加入fd=2,fd=1,则set变为0001,0011
(4)执行select(6,&set,0,0,0)阻塞等待
(5)若fd=1,fd=2上都发生可读事件,则select返回,此时set变为0000,0011。注意:没有事件发生的fd=5被清空。

基于上面的讨论,可以轻松得出select模型的特点:
(1)可监控的文件描述符个数取决与sizeof(fd_set)的值。我这边服务 器上sizeof(fd_set)=512,每bit表示一个文件描述符,则我服务器上支持的最大文件描述符是512*8=4096。据说可调,另有说虽 然可调,但调整上限受于编译内核时的变量值。本人对调整fd_set的大小不太感兴趣,参考http:
//www.cppblog.com /CppExplore/archive/2008/03/21/45061.html中的模型2(1)可以有效突破select可监控的文件描述符上 限。

(2)将fd加入select监控集的同时,还要再使用一个数据结构array保存放到select监控集中的fd,一是用于再select 返回后,array作为源数据和fd_set进行FD_ISSET判断。二是select返回后会把以前加入的但并无事件发生的fd清空,则每次开始 select前都要重新从array取得fd逐一加入(FD_ZERO最先),扫描array的同时取得fd最大值maxfd,用于select的第一个 参数。
(3)可见select模型必须在select前循环array(加fd,取maxfd),select返回后循环array(FD_ISSET判断是否有时间发生)。


下面给一个伪码说明基本select模型的服务器模型:

array[slect_len];
nSock=0;
array[nSock++]=listen_fd;(之前listen port已绑定并listen)
maxfd=listen_fd;
while{
   FD_ZERO(&set);
   foreach (fd in array)
   {
       fd大于maxfd,则maxfd=fd
       FD_SET(fd,&set)
   }
   res=select(maxfd+1,&set,0,0,0)
   if(FD_ISSET(listen_fd,&set))
   {
       newfd=accept(listen_fd);
       array[nsock++]=newfd;
            if(--res<=0) continue
   }
   foreach 下标1开始 (fd in array)
   {
       if(FD_ISSET(fd,&set))
          执行读等相关操作
          如果错误或者关闭,则要删除该fd,将array中相应位置和最后一个元素互换就好,nsock减一
             if(--res<=0) continue

   }
}

转载:http://student.csdn.net/space.php?uid=48851&do=blog&id=9178

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