select 详解
Select的函數(shù)格式
int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout);?
先說明兩個結(jié)構(gòu)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(file descriptor),即文件句柄,這可以是我們所說的普通意義的文件,當(dāng)然Unix下任何設(shè)備、管道、FIFO等都是文件形式,全部包括在內(nèi),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 *),將一個給定的文件描述符加入集合之中FD_SET(int ,fd_set *),將一個給定的文件描述符從集合中刪除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(jié)構(gòu),用來代表時間值,有兩個成員,一個是秒數(shù),另一個是毫秒數(shù)。?
具體解釋select的參數(shù):?
int maxfdp是一個整數(shù)值,是指集合中所有文件描述符的范圍,即所有文件描述符的最大值加1,不能錯!在Windows中這個參數(shù)的值無所謂,可以設(shè)置不正確。?
fd_set *readfds是指向fd_set結(jié)構(gòu)的指針,這個集合中應(yīng)該包括文件描述符,我們是要監(jiān)視這些文件描述符的讀變化的,即我們關(guān)心是否可以從這些文件中讀取數(shù)據(jù)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(jù)timeout參數(shù)再判斷是否超時,若超出timeout的時間,select返回0,若發(fā)生錯誤返回負值。可以傳入NULL值,表示不關(guān)心任何文件的讀變化。?
fd_set *writefds是指向fd_set結(jié)構(gòu)的指針,這個集合中應(yīng)該包括文件描述符,我們是要監(jiān)視這些文件描述符的寫變化的,即我們關(guān)心是否可以向這些文件中寫入數(shù)據(jù)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(jù)timeout參數(shù)再判斷是否超時,若超出timeout的時間,select返回0,若發(fā)生錯誤返回負值。可以傳入NULL值,表示不關(guān)心任何文件的寫變化。?
fd_set *errorfds同上面兩個參數(shù)的意圖,用來監(jiān)視文件錯誤異常。?
struct timeval* timeout是select的超時時間,這個參數(shù)至關(guān)重要,它可以使select處于三種狀態(tài),第一,若將NULL以形參傳入,即不傳入時間結(jié)構(gòu),就是將select置于阻塞狀態(tài),一定等到監(jiān)視文件描述符集合中某個文件描述符發(fā)生變化為止;第二,若將時間值設(shè)為0秒0毫秒,就變成一個純粹的非阻塞函數(shù),不管文件描述符是否有變化,都立刻返回繼續(xù)執(zhí)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時間內(nèi)阻塞,超時時間之內(nèi)有事件到來就返回了,否則在超時后不管怎樣一定返回,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后可以寫出像樣的網(wǎng)絡(luò)程序來!舉個簡單的例子,就是從網(wǎng)絡(luò)上接受數(shù)據(jù)寫入一個文件中。?
例子:?
Part 2:
select()的機制中提供一fd_set的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),實際上是一long類型的數(shù)組,?每一個數(shù)組元素都能與一打開的文件句柄(不管是Socket句柄,還是其他文件或命名管道或設(shè)備句柄)建立聯(lián)系,建立聯(lián)系的工作由程序員完成當(dāng)調(diào)用select()時,由內(nèi)核根據(jù)IO狀態(tài)修改fd_set的內(nèi)容,由此來通知執(zhí)行了select()的進程哪一Socket或文件可讀,下面具體解釋:?#include <sys/types.h>?
#include <sys/times.h>?
#include <sys/select.h>?
int select(nfds, readfds, writefds, exceptfds, timeout)?
int nfds;?
fd_set *readfds, *writefds, *exceptfds;?
struct timeval *timeout;?
ndfs:select監(jiān)視的文件句柄數(shù),視進程中打開的文件數(shù)而定,一般設(shè)為呢要監(jiān)視各文件?
中的最大文件號加一。?
readfds:select監(jiān)視的可讀文件句柄集合。?
writefds: select監(jiān)視的可寫文件句柄集合。?
exceptfds:select監(jiān)視的異常文件句柄集合。?
timeout:本次select()的超時結(jié)束時間
當(dāng)readfds或writefds中映象的文件可讀或可寫或超時,本次select()?就結(jié)束返回。程序員利用一組系統(tǒng)提供的宏在select()結(jié)束時便可判?斷哪一文件可讀或可寫。對Socket編程特別有用的就是readfds。幾只相關(guān)的宏解釋如下:?
FD_ZERO(fd_set *fdset):清空fdset與所有文件句柄的聯(lián)系。?
FD_SET(int fd, fd_set *fdset):建立文件句柄fd與fdset的聯(lián)系。?
FD_CLR(int fd, fd_set *fdset):清除文件句柄fd與fdset的聯(lián)系。?
FD_ISSET(int fd, fdset *fdset):檢查fdset聯(lián)系的文件句柄fd是否?可讀寫,>0表示可讀寫。? (關(guān)于fd_set及相關(guān)宏的定義見/usr/include/sys/types.h)?
依然如上,因為客戶方socket請求連接時,會發(fā)送連接請求報文,此時select()當(dāng)然會結(jié)束,FD_ISSET(sockfd)當(dāng)然大于零,因為有報文可讀嘛!至于這方面的應(yīng)用,主要在于服務(wù)方的父Socket,你若不喜歡主動accept(),可改為如上機制來accept()。?
利用select()檢測對方Socket關(guān)閉的問題,仍然是本地Socket有東東可讀,因為對方Socket關(guān)閉時,會發(fā)一個關(guān)閉連接通知報文,會馬上被select()檢測到的。關(guān)于TCP的連接(三次握手)和關(guān)閉(二次握手)機制,敬請參考有關(guān)TCP/IP的書籍。?
不知是什么原因,UNIX好象沒有提供通知進程關(guān)于Socket或Pipe對方關(guān)閉的?信號,也可能是cpu所知有限。總之,當(dāng)對方關(guān)閉,一執(zhí)行recv()或ad(),馬上回返回-1,此時全局變量errno的值是115,相應(yīng)的sys_errlist[errno]?為"Connect refused"(請參考/usr/include/sys/errno.h)。所以,在上篇的for(;;)...select()程序塊中,當(dāng)有東西可讀時,一定要檢查recv()或read()的返回值,返回-1時要作出關(guān)斷本地Socket的處理,否則select()會一直認為有東西讀,其結(jié)果曾幾令cpu傷心欲斷針腳。不信你可以試試:不檢查recv()返回結(jié)果,且將收到的東東(實際沒收到)寫至標(biāo)準(zhǔn)輸出.在有名管道的編程中也有類似問題出現(xiàn)。具體處理詳見拙作:發(fā)布一個有用的Socket客戶方原碼。?
至于主動寫Socket時對方突然關(guān)閉的處理則可以簡單地捕捉信號SIGPIPE并作出相應(yīng)關(guān)斷本地Socket等等的處理。SIGPIPE的解釋是:寫入無讀者方的管道。在此不作贅述,請詳man signal。?
總結(jié)
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