select 函数剖析

    在与POSIX标准兼容的平台上，我们可以使用 select 函数实现I/O端口的复用，传递给 select 函数的参数会告诉内核：

      • 我们所关心的文件描述符

      • 对每个描述符，我们所关心的状态。(我们是要想从一个文件描述符中读或者写，还是关注一个描述符中是否出现异常)

      • 我们要等待多长时间。(我们可以等待无限长的时间，等待固定的一段时间，或者根本就不等待)

    从 select 函数返回后，内核告诉我们一下信息：

      • 对我们的要求已经做好准备的描述符的个数

      • 对于三种条件哪些描述符已经做好准备.(读，写，异常)

    有了这些返回信息，我们可以调用合适的I/O函数(通常是 read 或 write)，并且这些函数不会再阻塞.

#include <sys/select.h>
    int select(int maxfdp1, fd_set *readset, fd_set *writeset, fd_set *exceptset, structtimeval *timeout)

    返回：做好准备的文件描述符的个数，超时为0，错误为 -1.

    首先我们先看一下最后一个参数。它指明我们要等待的时间：

struct timeval {
        long tv_sec; /* 秒 */
        long tv_usec; /* 微秒 */
    }

    有三种情况：

    timeout == NULL   等待无限长的时间。等待可以被一个信号中断。当有一个描述符做好准备或者是捕获到一个信号时函数会返回。如果捕获到一个信号， select 函数将返回 -1,并将变量 erro 设为 EINTR。

    timeout->tv_sec == 0 && timeout->tv_usec == 0 不等待，直接返回。加入描述符集的描述符都会被测试，并且返回满足要求的描述符的个数。这种方法通过轮询，无阻塞地获得了多个文件描述符状态。

    timeout->tv_sec !=0 ||timeout->tv_usec != 0  等待指定的时间。当有描述符符合条件或者超过超时时间的话，函数返回。在超时时间即将用完但又没有描述符合条件的话，返回 0。对于第一种情况，等待也会被信号所中断。

    中间的三个参数 readset, writset, exceptset, 指向描述符集。这些参数指明了我们关心哪些描述符，和需要满足什么条件(可写，可读，异常)。一个文件描述集保存在 fd_set 类型中。fd_set 类型变量每一位代表了一个描述符。我们也可以认为它只是一个由很多二进制位构成的数组。如下图所示：

 

    对于 fd_set 类型的变量我们所能做的就是声明一个变量，为变量赋一个同种类型变量的值，或者使用以下几个宏来控制它：

    #include <sys/select.h>
    int FD_ZERO(int fd, fd_set *fdset);
    int FD_CLR(int fd, fd_set *fdset);
    int FD_SET(int fd, fd_set *fd_set);
    int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset);

    FD_ZERO宏将一个 fd_set 类型变量的所有位都设为 0，使用FD_SET 将变量的某个位置位。清除某个位时可以使用 FD_CLR，我们可以使用 FD_SET 来测试某个位是否被置位。

    当声明了一个文件描述符集后，必须用FD_ZERO将所有位置零。之后将我们所感兴趣的描述符所对应的位置位，操作如下：

    fd_set rset;
    int fd;
    FD_ZERO(&rset);
    FD_SET(fd, &rset);
    FD_SET(stdin, &rset);

    select 返回后，用FD_ISSET测试给定位是否置位：

    if(FD_ISSET(fd, &rset)

    { ... }

    对于select函数中间的三个参数，除了我们所感兴趣的条件外，其它的都可以是空指针。如果三个参数都被设为空，这样我们就获得了一个比sleep更精确的计时器。

    下面的例子展示了描述符集的使用，以及 FD_* 宏是如何作用用描述符集的：

    fd_set readset, writeset;
    FD_ZERO(&readset);
    FD_ZERO(&writeset);
    FD_SET(0, &readset);
    FD_SET(3, &readset);
    FD_SET(1, &writeset);
    FD_SET(2, &writeset);
    select(4， &readset, &writeset, NULL, NULL);

    我们将最大的描述符加1的原因是因为描述符从0开始，第一个参数是我们所要测试的描述符的个数。