转自:http://blog.csdn.net/zi_jin/article/details/4214359#comments
Select在Socket编程中还是比较重要的,可是对于初学Socket的人来说都不太爱用Select写程序,他们只是习惯写诸如connect、accept、recv或recvfrom这样的阻塞程序(所谓阻塞方式block,顾名思义,就是进程或是线程执行到这些函数时必须等待某个事件的发生,如果事件没有发生,进程或线程就被阻塞,函数不能立即返回)。可是使用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!
Select的函数格式(我所说的是Unix系统下的伯克利socket编程,和windows下的有区别,一会儿说明):
int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout);
先说明两个结构体:
第一,struct fd_set可以理解为一个集合,这个集合中存放的是文件描述符(file descriptor),即文件句柄,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,比如清空集合FD_ZERO(fd_set *),将一个给定的文件描述符加入集合之中FD_SET(int ,fd_set *),将一个给定的文件描述符从集合中删除FD_CLR(int ,fd_set*),检查集合中指定的文件描述符是否可以读写FD_ISSET(int ,fd_set* )。一会儿举例说明。
第二,struct timeval是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。
具体解释select的参数:
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!在Windows中这个参数的值无所谓,可以设置不正确。
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。
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。
fd_set *errorfds同上面两个参数的意图,用来监视文件错误异常。
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。
返回值:
负值:select错误 正值:某些文件可读写或出错 0:等待超时,没有可读写或错误的文件
在有了select后可以写出像样的网络程序来!举个简单的例子,就是从网络上接受数据写入一个文件中。
例子:
main()
{
int sock;
FILE *fp;
struct fd_set fds;
struct timeval timeout={3,0}; //select等待3秒,3秒轮询,要非阻塞就置0
char buffer[256]={0}; //256字节的接收缓冲区
/* 假定已经建立UDP连接,具体过程不写,简单,当然TCP也同理,主机ip和port都已经给定,要写的文件已经打开
sock=socket(...);
bind(...);
fp=fopen(...); */
while(1)
{
FD_ZERO(&fds); //每次循环都要清空集合,否则不能检测描述符变化
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错误,退出程序
case 0:break; //再次轮询
default:
if(FD_ISSET(sock,&fds)) //测试sock是否可读,即是否网络上有数据
{
recvfrom(sock,buffer,256,.....);//接受网络数据
if(FD_ISSET(fp,&fds)) //测试文件是否可写
fwrite(fp,buffer...);//写入文件
buffer清空;
}// end if break;
}// end switch
}//end while
}//end main
参考资料:http://cuijinbird.blogchina.com/cuijinbird/1921117.html
Part 2:
Trackback: http://tb.blog.csdn.net/TrackBack.aspx?PostId=1684998
part3:http://www.cnblogs.com/nosaferyao/archive/2011/03/20/1989701.html
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; /* seconds */long tv_usec; /* microseconds */};
第2、3、4三个参数的类型是一样的: fd_set *,即我们在程序里要申明几个fd_set类型的变量,比如定义了rfds, wfds, efds。
另外关于fd_set类型的变量,还有一组标准的宏定义来处理此类变量:
FD_ZERO(fd_set *fdset):清空fdset与所有文件描述符的联系。
FD_SET(int fd, fd_set *fdset):建立文件描述符fd与fdset的联系。
FD_CLR(int fd, fd_set *fdset):清除文件描述符fd与fdset的联系。
FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset):检查fd_set联系的文件描述符fd是否可读写,>0表示可读写。
(关于fd_set及相关宏的定义见/usr/include/sys/types.h)定义的这三个参数都是描述符的集合,第一个rfds是用来保存这样的描述符的:当描述符的状态变成可读的时系统就会告诉select函数返回,第二个wfds是指有描述符状态变成可写的时系统就会告诉select函数返回,第三个参数efds是特殊情况,即描述符上有特殊情况发生时系统会告诉select函数返回。下面以一个输入为例来说明:
int fd1, fd2; /* 在定义两个描述符*/
fd1 = socket(...); /* 创建socket连接*/
fd2 = open(“/dev/tyS0”,O_RDWR); /* 打开一个串口*/
FD_ZERO(&rfds); /* 用select函数之前先把集合清零 */
FD_SET(fd1, &rfds); /* 分别把2个描述符加入读监视集合里去 */
FD_SET(fd2, &rfds);
int maxfd = 0;
maxfd = (fd1>fd2)?(fd1+1):(fd2+1); /* 注意是最大值还要加1 */
ret = select(maxfd, &rfds, NULL, NULL, &tv); /*然后调用select函数*/
这样就可以使用一个开关语句(switch语句)来判断到底是哪一个输入源在输入数据。具体判断如下:
switch(ret){
case -1:perror("select");/* 这说明select函数出错 */
case 0:printf("超时\n"); /* 说明在设定的时间内,socket的状态没有发生变化 */
default:
if(FD_ISSET(fd1, &rfds)) 处理函数1();/*socket有数据来*/
if(FD_ISSET(fd2, &rfds)) 处理函数2();/*ttyS0有数据来*/
}
以下来自网络搜索:
Linux下select调用的过程:
1.用户层应用程序调用select(),底层调用poll())
2.核心层调用sys_select() ------> do_select()
最终调用文件描述符fd对应的struct file类型变量的struct file_operations *f_op的poll函数。
poll指向的函数返回当前可否读写的信息。
1)如果当前可读写,返回读写信息。
2)如果当前不可读写,则阻塞进程,并等待驱动程序唤醒,重新调用poll函数,或超时返回。
3.驱动需要实现poll函数。
当驱动发现有数据可以读写时,通知核心层,核心层重新调用poll指向的函数查询信息。
poll_wait(filp,&wait_q,wait) // 此处将当前进程加入到等待队列中,但并不阻塞
在中断中使用wake_up_interruptible(&wait_q)唤醒等待队列