頭文件
#include /* 根據POSIX.1 - 2001 */
/*根據早期的标準*/
#include
#include
#include
原型
int select (int maxfd + 1,fd_set *readset,fd_set *writeset,
fd_set *exceptset,const struct timeval * timeout);
參數
參數一:最大的文件描述符加1。
參數二:用于檢查可讀性,
參數三:用于檢查可寫性,
參數四:用于檢查帶外數據,
參數五:一個指向timeval結構的指針,用于決定select等待I/o的最長時間。如果為空将一直等待。timeval結構的定義:struct timeval{
long tv_sec; // seconds
long tv_usec; // microseconds
}
返回值
>0:就緒描述字的正數目
-1:出錯
0:超時
注意
readset writeset exceptset指定我們要讓内核測試讀、寫和異常條件的描述字。如果對某一個的條件不感興趣,就可以把它設為NULL。如果三個指針都為NULL,我們就有了一個比sleep()函數更為精确的定時器(sleep()以毫秒為最小單位,這個以微秒為單位)。
select使用描述字集,典型地是一個整數數組,其中每個整數中的每一位對應一個描述字。假設使用32位整數,那麼該數組的第一個元素對應于描述字0~31,第二個元素對應于描述字32~63,依此類推。所有的實現細節都與應用程序無關,它們隐藏在名為fd_set的數據類型和以下四個宏中:
void FD_ZERO (fd_set *fdset); // clear all bits in fdset
void FD_SET (int fd,fd_set *fdset); // turn on the bit for fd in fdset
void FD_CLR (int fd,fd_set *fdset); // turn off the bit for fd in fdset
intFD_ISSET(int fd,fd_set *fdset); // is the bit for fd on in fdset
例子
定義一個fd_set變量,然後打開描述字1.4.5對應的位:
fd_set fdset;
FD_ZERO (&fdset); // 如果不初始化,會導緻不可預期的後果
FD_SET (1,&fdset);
FD_SET (4,&fdset);
FD_SET (5,&fdset);
int maxfdp1參數指定待測試的描述字個數,它的值是待測試的最大描述字加1。
應用
Select在Socket編程中還是比較重要的,可是對于初學Socket的人來說都不太愛用Select寫程序,他們隻是習慣寫諸如connect、accept、recv或recvfrom這樣的阻塞程序(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,以返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)方式工作的程序,它能夠監視我們需要監視的文件描述符的變化情況——讀寫或是異常。
詳細介紹
Select的函數格式(我所說的是Unix系統下的伯克利socket編程,和windows下的有區别,一會兒說明):
int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout);
先說明兩個結構體:
第一,struct fd_set可以理解為一個集合,這個集合中存放的是文件描述符(filedescriptor),即文件句柄,這可以是我們所說的普通意義的文件,當然Unix下任何設備、管道、FIFO等都是文件形式,全部包括在内,所以毫無疑問一個socket就是一個文件,socket句柄就是一個文件描述符。
fd_set集合可以通過一些宏由人為來操作,比如
清空集合FD_ZERO(fd_set *);
将一個給定的文件描述符加入集合之中FD_SET(int,fd_set
*);
将一個給定的文件描述符從集合中删除FD_CLR(int
,fd_set*);
檢查集合中指定的文件描述符是否可以讀寫FD_ISSET(int,fd_set*)。一會兒舉例說明。
第二,struct timeval是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,另一個是微妙數。
具體解釋select的參數:
int maxfdp是一個整數值,是指集合中所有文件描述符的範圍,即所有文件描述符的最大值加1,不能錯!在Windows中這個參數的值無所謂,可以設置不正确。
fd_set*readfds是指向fd_set結構的指針,這個集合中應該包括文件描述符,我們是要監視這些文件描述符的讀變化的,即我們關心是否可以從這些文件中讀取數據了,如果這個集合中有一個文件可讀,select就會返回一個大于0的值,表示有文件可讀,如果沒有可讀的文件,則根據timeout參數再判斷是否超時,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,表示不關心任何文件的讀變化。
fd_set*writefds是指向fd_set結構的指針,這個集合中應該包括文件描述符,我們是要監視這些文件描述符的寫變化的,即我們關心是否可以向這些文件中寫入數據了,如果這個集合中有一個文件可寫,select就會返回一個大于0的值,表示有文件可寫,如果沒有可寫的文件,則根據timeout參數再判斷是否超時,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,表示不關心任何文件的寫變化。
fd_set *errorfds同上面兩個參數的意圖,用來監視文件錯誤異常。
struct timeval *timeout是select的超時時間,這個參數至關重要,它可以使select處于三種狀态,第一,若将NULL以形參傳入,即不傳入時間結構,就是将select置于阻塞狀态,一定等到監視文件描述符集合中某個文件描述符發生變化為止;第二,若将時間值設為0秒0毫秒,就變成一個純粹的非阻塞函數,不管文件描述符是否有變化,都立刻返回繼續執行,文件無變化返回0,有變化返回一個正值;第三,timeout的值大于0,這就是等待的超時時間,即select在timeout時間内阻塞,超時時間之内有事件到來就返回了,否則在超時後不管怎樣一定返回,返回值同上述。
返回值:
負值:select錯誤
正值:某些文件可讀寫或出錯
0:等待超時,沒有可讀寫或錯誤的文件
在有了select後可以寫出像樣的網絡程序來!舉個簡單的例子,就是從網絡上接受數據寫入一個文件中。
例子:
main()
{
int sock; int fd;
fd_set fds;
struct timeval timeout={0,3}; //select等待3微秒,3微秒輪詢,要非阻塞就置0
char buffer={0}; //256字節的接收緩沖區
/* 假定已經建立UDP連接,具體過程不寫,簡單,當然TCP也同理,主機ip和port都已經給定,要寫的文件已經打開
sock=socket(...);
bind(...);
fd=open(...); */
while⑴
{
FD_ZERO(&fds); //每次循環都要清空集合,否則不能檢測描述符變化
FD_SET(sock,&fds); //添加描述符
FD_SET(fd,&fds); //同上
timeout.tv_sec=3;
timeout.tv_usec=0;//select函數會不斷修改timeout的值,所以每次循環都應該重新賦值[windows不受此影響]
maxfdp=sock>fd鳚sock+1:fd+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錯誤,退出程序
case 0:break; //再次輪詢
default:
if(FD_ISSET(sock,&fds)) //測試sock是否可讀,即是否網絡上有數據
{
recvfrom(sock,buffer,256,.....);//接受網絡數據
if(FD_ISSET(fd,&fds)) //測試文件是否可寫
write(fd,buffer...);//寫入文件
buffer清空;
}// end if break;
}// end switch
}//end while
}//end main
select()函數與Linux驅動程序的關系
當用戶調用select系統調用時,select系統調用會先調用poll_initwait(&table),然後調用驅動程序中 struct file_operations下的fop->poll函數,在這個函數裡應該調用poll_wait(),将current加到某個等待隊列(這裡調用poll_wait()),并檢查是否有效,如果無效就調用schedule_timeout();去睡眠。事件發生後,schedule_timeout()回來,調用fop->poll(),檢查到可以運行,就調用poll_freewait(&table);從而完成select系統調用。重要的是fop->poll()裡面要檢查是否就緒,如果是,要返回相應标志。