select函數詳解及實例分析

Select函數在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！

先說明兩個結構體：

1、select機制中提供了一個數據結構 struct fd_set ，可以理解為一個集合，實際上是一個位圖，每一個特定為來標志相應大小文件描述符，這個集合中存放的是文件描述符(file descriptor)，即文件句柄(也就是位圖上的每一位都能與一個打開的文件句柄(文件描述符)建立聯系，這個工作由程序員來完成)，這可以是我們所說的普通意義的文件，當然Unix下任何設備、管道、FIFO等都是文件形式，全部包括在內，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，程序員通過操作4類宏，來完成最fd_set的操作：

(1)、FD_ZERO(fd_set *)?清空一個文件描述符集合；

(2)、FD_SET(int ,fd_set *)將一個文件描述符添加到一個指定的文件描述符集合中；

(3)、FD_CLR(int ,fd_set*) 將一個給定的文件描述符從集合中刪除；

(4)、FD_ISSET(int ,fd_set* )檢查集合中指定的文件描述符是否可以讀寫。

深入的理解select模型的關鍵點在于理解fd_set，為了說明方便，我們取fd_set長度為1個字節(jié)，fd_set中的每一個bit可以對應一個文件描述符fd。則1字節(jié)長的fd_set最大可以對應8個fd。

（1）執(zhí)行fd_set set；FD_ZERO(&set)；則set用位表示為 0000,0000 。

（2）若fd = 5 ，則執(zhí)行 FD_SET(fd,&set)后，set變?yōu)?0001，0000 （第5位置為1）

（3）若再加入fd=2 ，fd=1，則set變?yōu)?0001.0011

（4）執(zhí)行select(6,&set,0,0,0)阻塞等待

（5）若fd=1,fd=2上都發(fā)生可讀事件，則select返回，此時set變?yōu)?000，0011。沒有可讀事件發(fā)生時 fd = 5 被清空。

2、struct timeval，一個大家常用的結構，用來代表時間值，有兩個成員，一個是秒數，另一個是毫秒數。

[cpp]?view plaincopy struct?timeval { long?tv_sec;?//second long?tv_usec;?//microsecond }; [cpp]?view plaincopystruct?timeval?? {?? ????long?tv_sec;????//second?? ????long?tv_usec;???//microsecond?? };?? 這個結構體的精度可以精確至百萬分之1秒。

接下來介紹select函數，函數格式為：

[cpp]?view plaincopy int?select(int?maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct?timeval *timeout); [cpp]?view plaincopyint?select(int?maxfdp,fd_set?*readfds,fd_set?*writefds,fd_set?*errorfds,struct?timeval?*timeout);??

具體解釋select的參數：

（1）int maxfdp是一個整數值，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。

說明：對于這個原理的解釋可以看上邊f(xié)d_set的詳細解釋，fd_set是以位圖的形式來存儲這些文件描述符。maxfdp也就是定義了位圖中有效的位的個數。

（2）fd_set *readfds是指向fd_set結構的指針，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，即我們關心是否可以從這些文件中讀取數據了，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timeout參數再判斷是否超時，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，表示不關心任何文件的讀變化。

（3）fd_set *writefds是指向fd_set結構的指針，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，即我們關心是否可以向這些文件中寫入數據了，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timeout參數再判斷是否超時，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，表示不關心任何文件的寫變化。

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

（5）struct timeval* timeout是select的超時時間，這個參數至關重要，它可以使select處于三種狀態(tài)，第一，若將NULL以形參傳入，即不傳入時間結構，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，若將時間值設為0秒0毫秒，就變成一個純粹的非阻塞函數，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時間內阻塞，超時時間之內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。

說明：

函數返回：

（1）當監(jiān)視的相應的文件描述符集中滿足條件時，比如說讀文件描述符集中有數據到來時，內核(I/O)根據狀態(tài)修改文件描述符集，并返回一個大于0 的數。

（2）當沒有滿足條件的文件描述符，且設置的timeval 監(jiān)控時間超時時，select函數會返回一個為0的值。

（3）當select返回負值時，發(fā)生錯誤。

select函數的一些參考解析：http://www.groad.net/bbs/read.php?tid-1064.html

select函數與pselect函數的區(qū)別參考：http://hi.baidu.com/_jiangming/item/56d5c43fe2cadb4981f1a789

pselect函數是一個 防止信號干擾的增強型 select函數

select()函數實例分析：

（1）在有了select后，可以寫出像樣的網絡程序來！舉個簡單的例子，就是從網絡上接受數據寫入一個文件中。

[cpp]?view plaincopy int?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都已經給定，要寫的文件已經打開 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，即是否網絡上有數據 { recvfrom(sock,buffer,256,.....);//接受網絡數據 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 [cpp]?view plaincopyint?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都已經給定，要寫的文件已經打開? ????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，即是否網絡上有數據?? ????????????{?? ????????????????recvfrom(sock,buffer,256,.....);//接受網絡數據?????? ????????????????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??

（2） Linux下監(jiān)控鍵盤上是否有數據到來？

[cpp]?view plaincopy #include