【转】Linux socket select作用与用法

(2012-12-07 00:42:56)

 

select系统调用是用来让我们的程序监视多个文件句柄(file descrīptor)的状态变化的。程序会停在select这里等待，直到被监视的文件句柄有某一个或多个发生了状态改变。

文件在句柄在Linux里很多，如果你man某个函数，在函数返回值部分说到成功后有一个文件句柄被创建的都是的，如man socket可以看到“On success, a file descrīptor for the new socket is returned.”而man 2 open可以看到“open() and creat() return the new file descrīptor”，其实文件句柄就是一个整数，看socket函数的声明就明白了：
int socket(int domain, int type, int protocol);
当然，我们最熟悉的句柄是0、1、2三个，0是标准输入，1是标准输出，2是标准错误输出。0、1、2是整数表示的，对应的FILE *结构的表示就是stdin、stdout、stderr，0就是stdin，1就是stdout，2就是stderr。
比如下面这两段代码都是从标准输入读入9个字节字符：

1. #include <</span>stdio.h>
2. #include <</span>unistd.h>
3. #include <</span>string.h>
4. int main(int argc, char ** argv)
   
5. {
   
6. char buf[10] = "";
   
7. read(0, buf, 9);
   
8. fprintf(stdout, "%s\n", buf);
   
9. return 0;
   
10. }
    
11. 
    
12. #include <</span>stdio.h>
13. #include <</span>unistd.h>
14. #include <</span>string.h>
15. int main(int argc, char ** argv)
    
16. {
    
17. char buf[10] = "";
    
18. fread(buf, 9, 1, stdin);
    
19. write(1, buf, strlen(buf));
    
20. return 0;
    
21. }

继续上面说的select，就是用来监视某个或某些句柄的状态变化的。select函数原型如下：
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
函数的最后一个参数timeout显然是一个超时时间值，其类型是struct timeval *，即一个struct timeval结构的变量的指针，所以我们在程序里要申明一个struct timeval tv;然后把变量tv的地址&tv传递给select函数。struct timeval结构如下：

struct timeval {
long tv_sec;
long tv_usec;
};
第2、3、4三个参数是一样的类型： fd_set *，即我们在程序里要申明几个fd_set类型的变量，比如rdfds, wtfds, exfds，然后把这个变量的地址&rdfds, &wtfds, &exfds 传递给select函数。这三个参数都是一个句柄的集合，第一个rdfds是用来保存这样的句柄的：当句柄的状态变成可读的时系统就会告诉select函数返回，同理第二个wtfds是指有句柄状态变成可写的时系统就会告诉select函数返回，同理第三个参数exfds是特殊情况，即句柄上有特殊情况发生时系统会告诉select函数返回。特殊情况比如对方通过一个socket句柄发来了紧急数据。如果我们程序里只想检测某个socket是否有数据可读，我们可以这样：

1. fd_set rdfds;
2. struct timeval tv;
   
3. int ret;
   
4. FD_ZERO(&rdfds);
   
5. FD_SET(socket, &rdfds);
   
6. tv.tv_sec = 1;
   
7. tv.tv_usec = 500;
   
8. ret = select(socket + 1, &rdfds, NULL, NULL, &tv);
   
9. if(ret <</span> 0) perror("select");
10. else if(ret == 0) printf("超时\n");
    
11. else {
    
12. printf("ret=%d\n", ret);
    
13. 
    
14. if(FD_ISSET(socket, &rdfds)) {
    
15. 
    
16. recv(...);
    
17. }
    
18. }

注意select函数的第一个参数，是所有加入集合的句柄值的最大那个值还要加1。比如我们创建了3个句柄：

int sa, sb, sc;
sa = socket(...);
connect(sa,...);
sb = socket(...);
connect(sb,...);
sc = socket(...);
connect(sc,...);

FD_SET(sa, &rdfds);
FD_SET(sb, &rdfds);
FD_SET(sc, &rdfds);
在使用select函数之前，一定要找到3个句柄中的最大值是哪个，我们一般定义一个变量来保存最大值，取得最大socket值如下：
int maxfd = 0;
if(sa > maxfd) maxfd = sa;
if(sb > maxfd) maxfd = sb;
if(sc > maxfd) maxfd = sc;
然后调用select函数：
ret = select(maxfd + 1, &rdfds, NULL, NULL, &tv);
同样的道理，如果我们要检测用户是否按了键盘进行输入，我们就应该把标准输入0这个句柄放到select里来检测，如下：
FD_ZERO(&rdfds);
FD_SET(0, &rdfds);
tv.tv_sec = 1;
tv.tv_usec = 0;
ret = select(1, &rdfds, NULL, NULL, &tv);
if(ret < 0) perror("select");
else if(ret == 0) printf("超时\n");
else {
scanf("%s", buf);
}

select函数用于在非阻塞中，当一个套接字或一组套接字有信号时通知你，系统提供select函数来实现多路复用输入/输出模型，原型：
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>
int select(int maxfd,fd_set *rdset,fd_set *wrset,fd_set *exset,struct timeval *timeout);
参数maxfd是需要监视的最大的文件描述符值+1；rdset,wrset,exset分别对应于需要检测的可读文件描述符的集合，可写文件描述符的集 合及异常文件描述符的集合。struct timeval结构用于描述一段时间长度，如果在这个时间内，需要监视的描述符没有事件发生则函数返回，返回值为0。
fd_set（它比较重要所以先介绍一下）是一组文件描述字(fd)的集合，它用一位来表示一个fd（下面会仔细介绍），对于fd_set类型通过下面四个宏来操作：
FD_ZERO(fd_set *fdset);将指定的文件描述符集清空，在对文件描述符集合进行设置前，必须对其进行初始化，如果不清空，由于在系统分配内存空间后，通常并不作清空处理，所以结果是不可知的。
FD_SET(int fd, fd_set *fdset);用于在文件描述符集合中增加一个新的文件描述符。
FD_CLR(int fd, fd_set *fdset);用于在文件描述符集合中删除一个文件描述符。
FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset);用于测试指定的文件描述符是否在该集合中。