非阻塞式socket編程select（）

作者：康華,華清遠見嵌入式學院上海中心講師。

現(xiàn)在我們講使用數(shù)據(jù)庫來進行變成，具體的提供了SELECT INSERT UPDATE DELETE等數(shù)據(jù)庫的執(zhí)行語句，這是在數(shù)據(jù)庫的接口，當在圖形下顯示數(shù)據(jù)時需要使用到QSqlTableModel。所以在數(shù)據(jù)庫編程之前需要掌握基礎(chǔ)的SQL 命令語句。

數(shù)據(jù)庫驅(qū)動層

相關(guān)聯(lián)的類包含了QSqlDriver ，QSqlDriverCreatpor ，QSqlDriverCreatorBase，QSqlDriverPlugin與QSqlResult 。

數(shù)據(jù)庫的應用程序接口層

這些類提供了訪問數(shù)據(jù)庫，提出一個連接請求，如同文件訪問一樣，當連接成功，講通過判斷信息返回信息，只要建立了連接就可以使用QSqlQuery 類來操作數(shù)據(jù)庫， 在連接數(shù)據(jù)庫之后還提供了幾個類， 例如QSqlError ，QSqlField ，QSqlIndex 與QSqlRecord。

用戶接口層

這些類提供了與數(shù)據(jù)相關(guān)的部件，包含了QSqlQueryModel，QSqlTableModel，與QSqlRelationTableModel 。這些類的定義使用是用來提供數(shù)據(jù)庫的模式與試圖來設(shè)計的。

連接到數(shù)據(jù)庫

如果要建立一個數(shù)據(jù)庫的連接， 首先要知道使用的什么數(shù)據(jù)庫，并為這個數(shù)據(jù)庫的連接加載驅(qū)動，如果是mysql 數(shù)據(jù)庫，都會有用戶名與密碼，這也是必須設(shè)置的，被連接的數(shù)據(jù)庫或許在本地或者在遠程的某臺計算機上，所以需要設(shè)置一個主機的名稱來區(qū)別。

下面是連接數(shù)據(jù)庫的例子：

QSqlDatabase db = QSqlDatabase::addDatabase("QMYSQL");

db.setHostName("bigblue");

db.setDatabaseName("flightdb");

db.setUserName("acarlson");

db.setPassword("1uTbSbAs");

bool k = db.open();

我們在Linux環(huán)境下開發(fā)程序，少不了要自己編寫Makefile，一個稍微大一些的工程下面都會包含很多.c的源文件。如果我們用gcc去一個一個編譯每一個源文件的話，效率會低很多，但是如果我們可以寫一個Makefile，那么只需要執(zhí)行一個make就OK了，這樣大大提高了開發(fā)效率。但是Makefile的語法規(guī)則眾多，而且缺乏參考資料，對于初學者來說，寫起來還是有一定的難度，往往令很多人望而生畏。下面我們介紹一個比較通用而且簡潔的Makefile，大家只要對它稍作修改就可以用在你們自己的工程里了。

現(xiàn)在假設(shè)我們有一個工程叫my_project，工程源碼目錄下面有app1.c，app2.c，app3.c以及main.c這五個源文件。我們現(xiàn)在需要編譯出app1.o,app2.o,app3.o以及main.o，然后再把這些.o文件鏈接成為一個ELF格式的可執(zhí)行程序叫做my_app。我們先看一個最簡單的Makefile如何編寫：

my_app : main.o, app1.o, app2.o, app3.o, app4.o

gcc –o my_app main.o app1.o, app2.o, app3.o, app4.o

main.o : main.c

gcc –c main.c

app1.o : app1.c

gcc –c app1.c

app2.o : app2.c

gcc –c app2.c

app3.o : app3.c

gcc –c app3.c

clean :

rm main.o app1.o, app2.o, app3.o, app4.o

這是一個傻瓜式的Makefile，不靈活，而且不具備可復制性，想象一個如果我們的工程下面有50個源文件，那豈不是要一個一個寫出來。我們的目標是寫一個Makefile，只要稍作修改就可以在各個工程之間通用。

下面這個Makefile就可以滿足這個要求：

SRCS = $(wildcard *.c)

BJS = $(SRCS:.c = .o)

CC = gcc

INCLUDES = -I/home/noah/build_sqlite3/include

LIBS = -L/home/noah/build_sqlite3/lib -lsqlite3

CCFLAGS = -g -Wall -O0

my_app : $(OBJS)

$(CC) $^ -o $@ $(INCLUDES) $(LIBS)

%.o : %.c

$(CC) -c $< $(CCFLAGS)

clean:

rm *.o

大家看這個Makefile和前一個比起來是不是簡潔很多，當然理解起來不如上一個那么直觀。實際上編寫Makefile就是為了提高我們的工作效率，而不是增加我們的工作量。因此Makefile為我們提供了很多強大的功能，比如定義變量，使用通配符等等。只要合理利用，就可以達到事半功倍的效果。

下面我們一條一條分析這個Makefile：

SRCS = $(wildcard *.c)

Select在Socket編程中還是比較重要的，可是對于初學Socket的人來說都不太愛用Select寫程序，他們只是習慣寫諸如 connect、accept、recv或recvfrom這樣的阻塞程序（所謂阻塞方式block，顧名思義，就是進程或是線程執(zhí)行到這些函數(shù)時必須等待某個事件的發(fā)生，如果事件沒有發(fā)生，進程或線程就被阻塞，函數(shù)不能立即返回）?？墒鞘褂肧elect就可以完成非阻塞（所謂非阻塞方式non- block，就是進程或線程執(zhí)行此函數(shù)時不必非要等待事件的發(fā)生，一旦執(zhí)行肯定返回，以返回值的不同來反映函數(shù)的執(zhí)行情況，如果事件發(fā)生則與阻塞方式相同，若事件沒有發(fā)生則返回一個代碼來告知事件未發(fā)生，而進程或線程繼續(xù)執(zhí)行，所以效率較高）方式工作的程序，它能夠監(jiān)視我們需要監(jiān)視的文件描述符的變化情況讀寫或是異常。下面詳細介紹一下！

Select的函數(shù)格式(我所說的是Unix系統(tǒng)下的伯克利socket編程，和windows下的有區(qū)別，一會兒說明)：

int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout);

先說明兩個結(jié)構(gòu)體：

第一，struct fd_set可以理解為一個集合，這個集合中存放的是文件描述符(file descriptor)，即文件句柄，這可以是我們所說的普通意義的文件，當然Unix下任何設(shè)備、管道、FIFO等都是文件形式，全部包括在內(nèi)，所以毫無疑問一個socket就是一個文件，socket句柄就是一個文件描述符。fd_set集合可以通過一些宏由人為來操作，比如清空集合 FD_ZERO(fd_set *)，將一個給定的文件描述符加入集合之中FD_SET(int ,fd_set *)，將一個給定的文件描述符從集合中刪除FD_CLR(int ,fd_set*)，檢查集合中指定的文件描述符是否可以讀寫FD_ISSET(int ,fd_set* )。一會兒舉例說明。

第二，struct timeval是一個大家常用的結(jié)構(gòu)，用來代表時間值，有兩個成員，一個是秒數(shù)，另一個是毫秒數(shù)。

具體解釋select的參數(shù)：

int maxfdp是一個整數(shù)值，是指集合中所有文件描述符的范圍，即所有文件描述符的最大值加1，不能錯！在Windows中這個參數(shù)的值無所謂，可以設(shè)置不正確。

fd_set *readfds是指向fd_set結(jié)構(gòu)的指針，這個集合中應該包括文件描述符，我們是要監(jiān)視這些文件描述符的讀變化的，即我們關(guān)心是否可以從這些文件中讀取數(shù)據(jù)了，如果這個集合中有一個文件可讀，select就會返回一個大于0的值，表示有文件可讀，如果沒有可讀的文件，則根據(jù)timeout參數(shù)再判斷是否超時，若超出timeout的時間，select返回0，若發(fā)生錯誤返回負值?？梢詡魅隢ULL值，表示不關(guān)心任何文件的讀變化。

fd_set *writefds是指向fd_set結(jié)構(gòu)的指針，這個集合中應該包括文件描述符，我們是要監(jiān)視這些文件描述符的寫變化的，即我們關(guān)心是否可以向這些文件中寫入數(shù)據(jù)了，如果這個集合中有一個文件可寫，select就會返回一個大于0的值，表示有文件可寫，如果沒有可寫的文件，則根據(jù)timeout參數(shù)再判斷是否超時，若超出timeout的時間，select返回0，若發(fā)生錯誤返回負值。可以傳入NULL值，表示不關(guān)心任何文件的寫變化。

fd_set *errorfds同上面兩個參數(shù)的意圖，用來監(jiān)視文件錯誤異常。

struct timeval* timeout是select的超時時間，這個參數(shù)至關(guān)重要，它可以使select處于三種狀態(tài)，第一，若將NULL以形參傳入，即不傳入時間結(jié)構(gòu)，就是將select置于阻塞狀態(tài)，一定等到監(jiān)視文件描述符集合中某個文件描述符發(fā)生變化為止；第二，若將時間值設(shè)為0秒0毫秒，就變成一個純粹的非阻塞函數(shù)，不管文件描述符是否有變化，都立刻返回繼續(xù)執(zhí)行，文件無變化返回0，有變化返回一個正值；第三，timeout的值大于0，這就是等待的超時時間，即 select在timeout時間內(nèi)阻塞，超時時間之內(nèi)有事件到來就返回了，否則在超時后不管怎樣一定返回，返回值同上述。

返回值：

負值：select錯誤 正值：某些文件可讀寫或出錯 0：等待超時，沒有可讀寫或錯誤的文件

在有了select后可以寫出像樣的網(wǎng)絡程序來！舉個簡單的例子，就是從網(wǎng)絡上接受數(shù)據(jù)寫入一個文件中。

例子：

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字節(jié)的接收緩沖區(qū)

/* 假定已經(jīng)建立UDP連接，具體過程不寫，簡單，當然TCP也同理，主機ip和port都已經(jīng)給定，要寫的文件已經(jīng)打開

sock=socket(...);

bind(...);

fp=fopen(...); */

while(1) {

FD_ZERO(&fds); //每次循環(huán)都要清空集合，否則不能檢測描述符變化

FD_SET(sock,&fds); //添加描述符

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，退出程序

case 0:break; //再次輪詢

default:

if(FD_ISSET(sock,&fds)) //測試sock是否可讀，即是否網(wǎng)絡上有數(shù)據(jù) {

recvfrom(sock,buffer,256,.....);//接受網(wǎng)絡數(shù)據(jù)

if(FD_ISSET(fp,&fds)) //測試文件是否可寫

fwrite(fp,buffer...);//寫入文件

buffer清空;

}// end if break;

}// end switch

}//end while

}//end main

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