select函数的详细使⽤(C语⾔)
Select在Socket编程中还是⽐较重要的,可是对于初学Socket的⼈来说都不太爱⽤Select写程序,他们只是习惯写诸如connect、accept、recv或recvfrom这样的阻塞程序(所谓阻塞⽅式block,顾名思义,就是进程或是线程执⾏到这些函数时必须等待某个事件的发⽣,如果事件没有发⽣,进程或线程就被阻塞,函数不能⽴即返回)。可是使⽤Select就可以完成⾮阻塞(所谓⾮阻塞⽅式non-block,就是进程或线程执⾏此函数时不必⾮要等待事件的发⽣,⼀旦执⾏肯定返回,以返回值的不同来反映函数的执⾏情况,如果事件发⽣则与阻塞⽅式相同,若事件没有发⽣则返回⼀个代码来告知事件未发⽣,⽽进程或线程继续执⾏,所以效率较⾼)⽅式⼯作的程序,它能够监视我们需要监视的⽂件描述符的变化情况——读写或是异常。
Select的函数格式:
int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval*timeout);
先说明两个结构体:第⼀,struct fd_set可以理解为⼀个集合,这个集合中存放的是⽂件描述符(filedescriptor),即⽂件句柄,这可以是我们所说的普通意义的⽂件,当然Unix下任何设备、管道、FIFO等都是⽂件形式,全部包括在内,所以毫⽆疑问⼀个socket就是⼀个⽂
件,socket句柄就是⼀个⽂件描述符。fd_set集合可以通过⼀些宏由⼈为来操作,⽐如清空集合FD_ZERO
(fd_set *),将⼀个给定的⽂件描述符加⼊集合之中FD_SET(int ,fd_set*),将⼀个给定的⽂件描述符从集合中删除FD_CLR(int,fd_set*),检查集合中指定的⽂件描述符是否可以读写FD_ISSET(int ,fd_set* )。
第⼆,struct timeval是⼀个⼤家常⽤的结构,⽤来代表时间值,有两个成员,⼀个是秒数,另⼀个是毫秒数。
具体解释select的参数:  int maxfdp是⼀个整数值,是指集合中所有⽂件描述符的范围,即所有⽂件描述符的最⼤值加1,不能错!在Windows中这个参数的值⽆所谓,可以设置不正确。
fd_set * readfds是指向fd_set结构的指针,这个集合中应该包括⽂件描述符,我们是要监视这些⽂件描述符的读变化的,即我们关⼼是否可以从这些⽂件中读取数据了,如果这个集合中有⼀个⽂件可读,select就会返回⼀个⼤于0的值,表⽰有⽂件可读,如果没有可读的⽂件,则根据timeout参数再判断是否超时,若超出timeout的时间,select返回0,若发⽣错误返回负值。可以传⼊NULL值,表⽰不关⼼任何⽂件的读变化。
fd_set * writefds是指向fd_set结构的指针,这个集合中应该包括⽂件描述符,我们是要监视这些⽂件描述符的写变化的,即我们关⼼是否可以向这些⽂件中写⼊数据了,如果这个集合中有⼀个⽂件可写,select就会返回⼀个⼤于0的值,表⽰有⽂件可写,如果没有可写的⽂件,则根据timeout参数再判断是否超时,若超出timeout的时间,select返回0,若发⽣错误返回负值。可以传⼊NULL值,表⽰不关⼼任何
⽂件的写变化。
fd_set * errorfds同上⾯两个参数的意图,⽤来监视⽂件错误异常。
struct timeval * timeout是select的超时时间,这个参数⾄关重要,它可以使select处于三种状态,第⼀,若将NULL以形参传⼊,即不传⼊时间结构,就是将select置于阻塞状态,⼀定等到监视⽂件描述符集合中某个⽂件描述符发⽣变化为⽌;第⼆,若将时间值设为0秒0毫秒,就变成⼀个纯粹的⾮阻塞函数,不管⽂件描述符是否有变化,都⽴刻返回继续执⾏,⽂件⽆变化返回0,有变化返回⼀个正值;第三,timeout 的值⼤于0,这就是等待的超时时间,即select在timeout时间内阻塞,超时时间之内有事件到来就返回了,否则在超时后不管怎样⼀定返回,返回值同上述。
struct timeval{
long tv_sec; // seconds
long tv_usec; // microseconds
}
返回值:返回状态发⽣变化的描述符总数。负值:select错误
正值:某些⽂件可读写或出错
0:等待超时,没有可读写或错误的⽂件
参数解释
readset writeset exceptset指定我们要让内核测试读、写和异常条件的描述字。如果对某⼀个的条件不感兴趣,就可以把它设为NULL。如果三个指针都为NULL,我们就有了⼀个⽐sleep()函数更为精确的定时器(sleep()以毫秒为最⼩单位,这个以微秒为单位)。
select使⽤描述字集,典型地是⼀个整数,其中每个整数中的每⼀位对应⼀个描述字。假设使⽤32位整数,那么该数组的第⼀个元素对应于描述字0~31,第⼆个元素对应于描述字32~63,依此类推。所有的实现细节都与应⽤程序⽆关,它们隐藏在名为fd_set的数据类型和以下四个宏中:
void FD_ZERO (fd_set *et); // clear all bits in fdset
void FD_SET (int fd,fd_set *fdset); // turn on the bit for fd in fdset
void FD_CLR (int fd,fd_set *fdset); // turn off the bit for fd in fdset
int(int fd,fd_set *fdset); // is the bit for fd on in fdset
详细介绍
Select的函数格式(我所说的是Unix系统下的socket编程,和windows下的有区别,⼀会⼉说明):
int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout);
先说明两个:
第⼀,struct fd_set可以理解为⼀个集合,这个集合中存放的是(filedescriptor),即⽂件句柄,这可以是我们所说的普通意义的⽂件,当然Unix下任何设备、管道、FIFO等都是⽂件形式,全部包括在内,所以毫⽆疑问⼀个socket就是⼀个⽂件,socket句柄就是⼀个⽂件描述符。fd_set集合可以通过⼀些宏由⼈为来操作,⽐如清空集合FD_ZERO(fd_set *);将⼀个给定的⽂件描述符加⼊集合之中
FD_SET(int,fd_set*);将⼀个给定的从集合中删除FD_CLR(int,fd_set*);检查集合中指定的⽂件描述符是否可以读写
FD_ISSET(int,fd_set*)。⼀会⼉举例说明。
第⼆,struct timeval是⼀个⼤家常⽤的结构,⽤来代表时间值,有两个成员,⼀个是秒数,另⼀个是微妙数。
具体解释select的参数:
int maxfdp是⼀个整数值,是指集合中所有⽂件描述符的范围,即所有⽂件描述符的最⼤值加1,不能错!在Windows中这个参数的值⽆所谓,可以设置不正确。
fd_set*readfds是指向fd_set结构的,这个集合中应该包括,我们是要监视这些⽂件描述符的读变化的,即我们关⼼是否可以从这些⽂件中读取数据了,如果这个集合中有⼀个⽂件可读,select就会返回⼀个⼤于0的值,表⽰有⽂件可读,如果没有可读的⽂件,则根据timeout参数再判断是否超时,若超出timeout的时间,select返回0,若发⽣错误返回负值。可以传⼊NULL值,表⽰不关⼼任何⽂件的读变化。
fd_set*writefds是指向fd_set结构的指针,这个集合中应该包括⽂件描述符,我们是要监视这些⽂件描述符的写变化的,即我们关⼼是否可以向这些⽂件中写⼊数据了,如果这个集合中有⼀个⽂件可写,select就会返回⼀个⼤于0的值,表⽰有⽂件可写,如果没有可写的⽂件,则根据timeout参数再判断是否超时,若超出timeout的时间,select返回0,若发⽣错误返回负值。可以传⼊NULL值,表⽰不关⼼任何⽂件的写变化。
fd_set *errorfds同上⾯两个参数的意图,⽤来监视⽂件错误异常。
struct timeval *timeout是select的超时时间,这个参数⾄关重要,它可以使select处于三种状态,第⼀,若将NULL以传⼊,即不传⼊时间结构,就是将select置于,⼀定等到监视集合中某个⽂件描述符发⽣变化为⽌;第⼆,若将时间值设为0秒0毫秒,就变成⼀个纯粹的⾮,不管⽂件描述符是否有变化,都⽴刻返回继续执⾏,⽂件⽆变化返回0,有变化返回⼀个正值;第三,timeout的值⼤于0,这就是等待的超时时间,即select在timeout时间内阻塞,超时时间之内有事件到来就返回了,否则在超时后不管怎样⼀定返回,返回值同上述。
返回值:
负值:select错误
正值:某些⽂件可读写或出错
0:等待超时,没有可读写或错误的⽂件
在有了select后可以写出像样的⽹络程序来!举个简单的例⼦,就是从⽹络上接受数据写⼊⼀个⽂件中。
例⼦:
main()
{
int sock; int fd;
fd_set fds;
struct timeval timeout={0,3}; //select等待3微秒,3微秒轮询,要⾮阻塞就置0
char buffer[256]={0}; //256字节的接收缓冲区
/* 假定已经建⽴UDP连接,具体过程不写,简单,当然TCP也同理,主机ip和port都已经给定,要写的⽂件已经打开
sock=socket(...);
bind(...);
fd=open(...); */
while⑴
{
FD_ZERO(&fds); //每次循环都要清空集合,否则不能检测描述符变化
recv函数
FD_SET(sock,&fds); //添加描述符
FD_SET(fd,&fds); //同上
timeout.tv_sec=3;
timeout.tv_usec=0;//select函数会不断修改timeout的值,所以每次循环都应该重新赋值[windows不受此影响]
maxfdp=sock>fd?sock+1:fd+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错误,退出程序
case 0:break; //再次轮询
default:
if(FD_ISSET(sock,&fds)) //测试sock是否可读,即是否⽹络上有数据
{
recvfrom(sock,buffer,256,.....);//接受⽹络数据
if(FD_ISSET(fd,&fds)) //测试⽂件是否可写
write();//写⼊⽂件
buffer清空;
}// end if break;
}// end switch
}//end while
}//end main
select()函数与Linux驱动程序的关系
当⽤户调⽤select系统调⽤时,select系统调⽤会先调⽤poll_initwait(&table),然后调⽤驱动程序中 struct file_operations下的fop->poll函数,在这个函数⾥应该调⽤poll_wait(),将current加到某个等待队列(这⾥调⽤poll_wait()),并检查是否有效,如果⽆效就调⽤schedule_timeout();去睡眠。事件发⽣后,schedule_timeout()回来,调⽤fop->poll(),检查到可以运⾏,就调⽤
poll_freewait(&table);从⽽完成select系统调⽤。重要的是fop->poll()⾥⾯要检查是否就绪,如果是,要返回相应标志。
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