select函數詳解(轉)

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

 

 

先說明兩個結構體：

 

1、select機制中提供了一個資料結構 struct fd_set ，可以理解為一個集合，實際上是一個位元影像，每一個特定為來標誌相應大小檔案描述符，這個集合中存放的是檔案描述符(file descriptor)，即檔案控制代碼(也就是位元影像上的每一位都能與一個開啟的檔案控制代碼(檔案描述符)建立聯絡，這個工作由程式員來完成)，這可以是我們所說的普通意義的檔案，當然Unix下任何裝置、管道、FIFO等都是檔案形式，全部包括在內，所以毫無疑問一個socket就是一個檔案，socket控制代碼就是一個檔案描述符。fd_set集合可以通過一些宏由人為來操作，程式員通過操作4類宏，來完成最fd_set的操作：

(1)、FD_ZERO(fd_set *)  清空一個檔案描述符集合；

(2)、FD_SET(int ,fd_set *)將一個檔案描述符添加到一個指定的檔案描述符集合中；

(3)、FD_CLR(int ,fd_set*)       將一個給定的檔案描述符從集合中刪除；

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

深入的理解select模型的關鍵點在於理解fd_set，為了說明方便，我們取fd_set長度為1個位元組，fd_set中的每一個bit可以對應一個檔案描述符fd。則1位元組長的fd_set最大可以對應8個fd。

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

（2）若fd = 5 ，則執行 FD_SET(fd,&set)後，set變為 0001，0000 （第5位置為1）

（3）若再加入fd=2 ，fd=1，則set變為 0001.0011

（4）執行select(6,&set,0,0,0)阻塞等待

（5）若fd=1,fd=2上都發生可讀事件，則select返回，此時set變為0000，0011。沒有可讀事件發生時 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。

 

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1. struct timeval  
2. {  
3.     long tv_sec;    //second  
4.     long tv_usec;   //microsecond  
5. };  

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：

 

 

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1. int 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，是指集合中所有檔案描述符的範圍，即所有檔案描述符的最大值加1，不能錯。

說明：對於這個原理的解釋可以看上邊fd_set的詳細解釋，fd_set是以位元影像的形式來儲存這些檔案描述符。maxfdp也就是定義了位元影像中有效位的個數。

（2）fd_set *readfds是指向fd_set結構的指標，這個集合中應該包括檔案描述符，我們是要監視這些檔案描述符的讀變化的，即我們關心是否可以從這些檔案中讀取資料了，如果這個集合中有一個檔案可讀，select就會返回一個大於0的值，表示有檔案可讀；如果沒有可讀的檔案，則根據timeout參數再判斷是否逾時，若超出timeout的時間，select返回0，若發生錯誤返回負值。可以傳入NULL值，表示不關心任何檔案的讀變化。

（3）fd_set *writefds是指向fd_set結構的指標，這個集合中應該包括檔案描述符，我們是要監視這些檔案描述符的寫變化的，即我們關心是否可以向這些檔案中寫入資料了，如果這個集合中有一個檔案可寫，select就會返回一個大於0的值，表示有檔案可寫，如果沒有可寫的檔案，則根據timeout參數再判斷是否逾時，若超出timeout的時間，select返回0，若發生錯誤返回負值。可以傳入NULL值，表示不關心任何檔案的寫變化。

（4）fd_set *errorfds同上面兩個參數的意圖，用來監視檔案錯誤異常檔案。

（5）struct timeval* timeout是select的逾時時間，這個參數至關重要，它可以使select處於三種狀態，第一，若將NULL以形參傳入，即不傳入時間結構，就是將select置於阻塞狀態，一定等到監視檔案描述符集合中某個檔案描述符發生變化為止；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，不管檔案描述符是否有變化，都立刻返回繼續執行，檔案無變化返回0，有變化返回一個正值；第三，timeout的值大於0，這就是等待的逾時時間，即 select在timeout時間內阻塞，逾時時間之內有事件到來就返回了，否則在逾時後不管怎樣一定返回，傳回值同上述。

說明：

函數返回：

（1）當監視的相應的檔案描述符集中滿足條件時，比如說讀檔案描述符集中有資料到來時，核心(I/O)根據狀態修改檔案描述符集，並返回一個大於0 的數。

（2）當沒有滿足條件的檔案描述符，且設定的timeval 監控時間逾時時，select函數會返回一個為0的值。

（3）當select返回負值時，發生錯誤。

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函數的區別參考：http://hi.baidu.com/_jiangming/item/56d5c43fe2cadb4981f1a789

pselect函數是一個 防止訊號幹擾的增強型 select函數

select()函數執行個體分析：

Linux下監控鍵盤上是否有資料到來？

 

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1. #include <sys/time.h>  
2. #include <stdio.h>  
3. #include <sys/types.h>  
4. #include <sys/stat.h>  
5. #include <fcntl.h>  
6. #include <assert.h>  
7. int main ()  
8. {  
9.     int keyboard;  
10.     int ret,i;  
11.     char c;  
12.     fd_set readfd;  
13.     struct timeval timeout;  
14.     keyboard = open("/dev/tty",O_RDONLY | O_NONBLOCK);  
15.     assert(keyboard>0);  
16.     while(1)  
17.     {  
18.         timeout.tv_sec=1;  
19.         timeout.tv_usec=0;  
20.         FD_ZERO(&readfd);  
21.         FD_SET(keyboard,&readfd);  
22.   
23.         ///監控函數  
24.         ret=select(keyboard+1,&readfd,NULL,NULL,&timeout);  
25.         if(ret == -1)   //錯誤情況  
26.             cout<<"error"<<endl ;  
27.         else if(ret)    //傳回值大於0 有資料到來  
28.             if(FD_ISSET(keyboard,&readfd))  
29.             {  
30.                 i=read(keyboard,&c,1);  
31.                 if(‘\n‘==c)  
32.                     continue;  
33.                 printf("hehethe input is %c\n",c);  
34.                 if (‘q‘==c)  
35.                     break;  
36.             }  
37.         else    //逾時情況  
38.         {  
39.             cout<<"time out"<<endl;  
40.             continue;  
41.         }  
42.     }  
43. }  

select函數詳解(轉)