linux select函数

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。下面详细介绍一下！

1、select机制中提供了一个数据结构 struct fd_set ，可以理解为一个集合，实际上是一个位图，每一个特定为来标志相应大小文件描述符，这个集合中存放的是文件描述符(file descriptor)，即文件句柄(也就是位图上的每一位都能与一个打开的文件句柄(文件描述符)建立联系，这个工作由程序员来完成)，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，程序员通过操作4类宏，来完成最fd_set的操作：

(1)、FD_ZERO(fd_set *)  清空一个文件描述符集合；

(2)、FD_SET(int ,fd_set *)将一个文件描述符添加到一个指定的文件描述符集合中；

(3)、FD_CLR(int ,fd_set*)       将一个给定的文件描述符从集合中删除；

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

深入的理解select模型的关键点在于理解fd_set，为了说明方便，我们取fd_set长度为1个字节，fd_set中的每一个bit可以对应一个文件描述符fd。则1字节长的fd_set最大可以对应8个fd。

（1）执行fd_set set；FD_ZERO(&set)；则set用位表示为 0000,0000 。

（2）若fd = 5 ，则执行 FD_SET(fd,&set)后，set变为 0001，0000 （第5位置为1）

（3）若再加入fd=2 ，fd=1，则set变为 0001.0011

（4）执行select(6,&set,0,0,0)阻塞等待

（5）若fd=1,fd=2上都发生可读事件，则select返回，此时set变为0000，0011。没有可读事件发生时 fd = 5 被清空。

2、struct timeval，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。
 

struct timeval
{
    long tv_sec;    //second
    long tv_usec;   //microsecond
};

这个结构体的精度可以精确至百万分之1秒。

接下来介绍select函数，函数格式为：

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

具体解释select的参数：

（1）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。

说明：对于这个原理的解释可以看上边fd_set的详细解释，fd_set是以位图的形式来存储这些文件描述符。maxfdp也就是定义了位图中有效的位的个数。

（2）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。

（3）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。

（4）fd_set *errorfds同上面两个参数的意图，用来监视文件错误异常文件。

（5）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。

参数说明 
readfds, writefds, exceptfds为所要监听的三个描述符集： 
——readfds 监听文件描述符是否可读，不监听可以传入 NULL 
——writefds 监听文件描述符是否可写 ，不监听可以传入 NULL 
——exceptfds 监听文件描述符是否有异常，不监听可以传入 NULL 
nfds 是 select() 监听的三个描述符集中描述符的最大值+1 
timeout 设置超时时间 
更详细信息请参考译文linux-select()

说明：

函数返回：

（1）当监视的相应的文件描述符集中满足条件时，比如说读文件描述符集中有数据到来时，内核(I/O)根据状态修改文件描述符集，并返回一个大于0 的数。

（2）当没有满足条件的文件描述符，且设置的timeval 监控时间超时时，select函数会返回一个为0的值。

（3）当select返回负值时，发生错误。

pselect函数是一个 防止信号干扰的增强型 select函数

注意事项 
这段是select()使用必须要了解和掌握的知识点，建议认真阅读，同时可以结合后续的一些实例做分析，相信你一定能掌握select()使用方法。

1. nfds必须被正确设置，一般取描述符集中描述符的最大值并加1。
2. 在非必须的情况下，尽量使用不超时的select()，即将utimeout参数设置为NULL。
3. timeout的值必须在每次select()之前重新赋值，因为操作系统会修改此值。
4. 由于select()会修改字符集，因此如果select()调用是在一个循环中，则描述符集必须被重新赋值。

/*以read操作为例*/
while(1) {
   FD_ZERO(&readfds);
   FD_SET(fd, &readfds);
   select(nfds, &readfds, NULL, NULL, NULL);
}

1. 函数read()，write()，recv()，send()以及select()可能会返回-1并且errno置位为EINTR，或这errno被赋值为EAGAIN（EWOULDBLOCK），这种情况需要被正确处理。如果程序中不接收任何信号，则不会得到EINTR。如果程序设为阻塞I/O，则不会收到EAGAIN。

/*一般只需对EINTR进行处理就可以了，例子如下*/
while(1) {
   ret = select(nfds, &readfds, NULL, NULL, NULL);
   if(ret == -1 && errno == EINTR)
       continue;
}

1. 当read()，write()，recv()和send()返回0时建议关闭描述符并在字符集中移除此描述符（不关闭描述符并移除的话可能会导致未知错误，还是对此情况处理的好）。

Linux下监控键盘上是否有数据到来

 

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
int main ()
{
    int keyboard;
    int ret,i;
    char c;
    fd_set readfd;
    struct timeval timeout;
    keyboard = open("/dev/tty",O_RDONLY | O_NONBLOCK);
    assert(keyboard>0);
    while(1)
    {
        timeout.tv_sec=1;
        timeout.tv_usec=0;
        FD_ZERO(&readfd);
        FD_SET(keyboard,&readfd);
 
        ///监控函数
        ret=select(keyboard+1,&readfd,NULL,NULL,&timeout);
        if(ret == -1)   //错误情况
            cout<<"error"<

本文借鉴了很多文章，表示感谢：

https://blog.csdn.net/leo115/article/details/8097143

http://blog.csdn.net/s_k_yliu/article/details/6642645 

http://blog.chinaunix.net/uid-26851094-id-3175153.html

http://baike.baidu.com/view/3421856.htm