select系统调详细说明

select系统调详细说明

1.概述：
select系统调用是用来让我们的程序监视多个文件句柄(file descriptor)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。

2.函数原型说明：

（1）函数原型：
int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout);

（2）参数结构体说明：
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(filedescriptor)，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* )


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。



（3）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 ： select监视的可读文件句柄集合。 
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 ：select监视的可写文件句柄集合
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 ：select监视的异常文件句柄集合
同上面两个参数的意图，用来监视文件错误异常。

struct timeval *timeout ：本次select()的超时结束时间。（见/usr/sys/select.h， 可精确至百万分之一秒！）
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。

（4）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。

当readfds或writefds中映象的文件可读或可写或超时，本次select() 就结束返回。程序员利用一组系统提供的宏在select()结束时便可判 断哪一文件可读或可写。对Socket编程特别有用的就是readfds。 
几个相关的宏解释如下： 
FD_ZERO(fd_set *fdset)         ：清空fdset与所有文件句柄的联系。 
FD_SET(int fd, fd_set *fdset)  ：建立文件句柄fd与fdset的联系。 
FD_CLR(int fd, fd_set *fdset)  ：清除文件句柄fd与fdset的联系。 
FD_ISSET(int fd, fdset *fdset) ：检查fdset联系的文件句柄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） 



/********************************************************************
 *
 *linux c语言 select函数用法
 ********************************************************************/
头文件
#include<sys/time.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>

定义函数
int select(int n,fd_set * readfds,fd_set * writefds,fd_set * exceptfds,struct timeval * timeout);

函数说明
select()用来等待文件描述词状态的改变。参数n代表最大的文件描述词加1，参数readfds、writefds 和exceptfds 称为描述词组，是用来回传该描述词的读，写或例外的状况。底下的宏提供了处理这三种描述词组的方式:
FD_CLR(inr fd,fd_set* set)；用来清除描述词组set中相关fd 的位
FD_ISSET(int fd,fd_set *set)；用来测试描述词组set中相关fd 的位是否为真
FD_SET（int fd,fd_set*set）；用来设置描述词组set中相关fd的位
FD_ZERO（fd_set *set）； 用来清除描述词组set的全部位

参数
timeout为结构timeval，用来设置select()的等待时间，其结构定义如下
struct timeval
{
    time_t tv_sec;
    time_t tv_usec;
};

返回值
如果参数timeout设为NULL则表示select（）没有timeout。

错误代码
执行成功则返回文件描述词状态已改变的个数，如果返回0代表在描述词状态改变前已超过timeout时间，当有错误发生时则返回-1，错误原因存于errno，此时参数readfds，writefds，exceptfds和timeout的值变成不可预测。
EBADF 文件描述词为无效的或该文件已关闭
EINTR 此调用被信号所中断
EINVAL 参数n 为负值。
ENOMEM 核心内存不足

范例
常见的程序片段:
fs_set readset；
FD_ZERO(&readset);
FD_SET(fd,&readset);
select(fd+1,&readset,NULL,NULL,NULL);
if(FD_ISSET(fd,readset){……}


/*下面是linux环境下select的一个简单用法*/

#include <sys/time.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <assert.h>

int main ()
{
    char c;
    int ret,i;
    int keyboard;

    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);

        ret=select(keyboard+1,&readfd,NULL,NULL,&timeout);

        if(FD_ISSET(keyboard,&readfd))
    {
            i = read(keyboard,&c,1);

            if('\n' == c)
                continue;

            printf("hehethe input is %c\n",c);

            if ('q' == c)
                break;
    }
    }
}

用来循环读取键盘输入


/*2007年9月17日，将例子程序作一修改，加上了time out,并且考虑了select得所有的情况：*/

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <assert.h>

int main ()
{
    int ret,i;
    char c;
    int keyboard;
    fd_set readfd;
    struct timeval timeout;

    keyboard = open("/dev/tty",O_RDONLY | O_NONBLOCK);

    assert(keyboard > 0);

    while(1)
    {
        timeout.tv_sec=5;
        timeout.tv_usec=0;

        FD_ZERO(&readfd);
        FD_SET(keyboard,&readfd);

        ret = select(keyboard+1,&readfd,NULL,NULL,&timeout);

        //select error when ret = -1
        if (ret == -1)
            perror("select error");

        //data coming when ret>0
        else if (ret)
        {
        if(FD_ISSET(keyboard,&readfd))
        {
            i = read(keyboard,&c,1);

            if('\n' == c)
                continue;

            printf("hehethe input is %c\n",c);

            if ('q' == c)
            break;
        }
        }

        //time out when ret = 0
        else if (ret == 0)
            printf("time out\n");
    }
}


/*
 *下面一个例程： 
 *在标准输入读取9个字节数据。 
 *用select函数实现超时判断！
 */
#include <stdio.h>
#include <string.h> 
#include <unistd.h> 
#include <sys/time.h> 
#include <sys/types.h>


int main(int argc, char ** argv)
{
    int ret;           // return val
    char buf[10] = "";

    fd_set rdfds; 
    struct timeval tv; //store timeout


    FD_ZERO(&rdfds);   //clear rdfds
    FD_SET(1, &rdfds); //add stdin handle into rdfds

    tv.tv_sec = 3;
    tv.tv_usec = 500;

    ret = select(1 + 1, &rdfds, NULL, NULL, &tv);

    if(ret < 0)
        perror("\nselect");
    else if(ret == 0)
        printf("\ntimeout");
    else
    {
        printf("\nret=%d", ret);
    }


    if(FD_ISSET(1, &rdfds))
    {
        printf("\nreading");
        fread(buf, 9, 1, stdin); // read form stdin
    }
    // read(0, buf, 9); /* read from stdin */
    // fprintf(stdout, "%s\n", buf); /* write to stdout */
    write(1, buf, strlen(buf)); //1:stdout -->write to stdout

    printf("\n%d\n", strlen(buf));

    return 0;
}