Linux学习之select

Posted 2020-09-26

本文和大家分享的主要是linux编程中select相关内容，一起来看看吧，希望对大家学习linux有所帮助。

select系统调用的的用途是：在一段指定的时间内，监听用户感兴趣的文件描述符上可读、可写和异常等事件。

select 机制的优势

为什么会出现select模型？

先看一下下面的这句代码：

int iResult = recv(s, buffer,1024);

这是用来接收数据的，在默认的阻塞模式下的套接字里，recv会阻塞在那里，直到套接字连接上有数据可读，把数据读到buffer里后recv函数才会返回，不然就会一直阻塞在那里。在单线程的程序里出现这种情况会导致主线程（单线程程序里只有一个默认的主线程）被阻塞,这样整个程序被锁死在这里，如果永 远没数据发送过来，那么程序就会被永远锁死。这个问题可以用多线程解决，但是在有多个套接字连接的情况下，这不是一个好的选择，扩展性很差。

再看代码：

int iResult = ioctlsocket(s, FIOBIO, (unsigned long *)&ul);

iResult = recv(s, buffer,1024);

这一次recv的调用不管套接字连接上有没有数据可以接收都会马上返回。原因就在于我们用ioctlsocket把套接字设置为非阻塞模式了。不过你跟踪一下就会发现，在没有数据的情况下，recv确实是马上返回了，但是也返回了一个错误：WSAEWOULDBLOCK，意思就是请求的操作没有成功完成。

看到这里很多人可能会说，那么就重复调用recv并检查返回值，直到成功为止，但是这样做效率很成问题，开销太大。

select模型的出现就是为了解决上述问题。

select模型的关键是使用一种有序的方式，对多个套接字进行统一管理与调度 。

如上所示，用户首先将需要进行IO操作的socket添加到select中，然后阻塞等待select系统调用返回。当数据到达时，socket被激活，select函数返回。用户线程正式发起read请求，读取数据并继续执行。

从流程上来看，使用select函数进行IO请求和同步阻塞模型没有太大的区别，甚至还多了添加监视socket，以及调用select函数的额外操作，效率更差。但是，使用select以后最大的优势是用户可以在一个线程内同时处理多个socket的IO请求。用户可以注册多个socket，然后不断地调用select读取被激活的socket，即可达到在同一个线程内同时处理多个IO请求的目的。而在同步阻塞模型中，必须通过多线程的方式才能达到这个目的。

select流程伪代码如下：

{

select(socket);

while(1)

{

sockets = select();

for(socket in sockets)

{

if(can_read(socket))

{

read(socket, buffer);

process(buffer);

}

}

}

}

select相关API介绍与使用

#include #include #include #include int select(int maxfdp, fd_set *readset, fd_set *writeset, fd_set *exceptset,struct timeval *timeout);

参数说明：

maxfdp：被监听的文件描述符的总数，它比所有文件描述符集合中的文件描述符的最大值大1，因为文件描述符是从0开始计数的；

readfds、writefds、exceptset：分别指向可读、可写和异常等事件对应的描述符集合。

timeout:用于设置select函数的超时时间，即告诉内核select等待多长时间之后就放弃等待。timeout == NULL 表示等待无限长的时间

timeval结构体定义如下：

struct timeval

{

long tv_sec;   /*秒 */

long tv_usec;  /*微秒 */

};

返回值：超时返回0;失败返回-1；成功返回大于0的整数，这个整数表示就绪描述符的数目。

以下介绍与select函数相关的常见的几个宏：

#include int FD_ZERO(int fd, fd_set *fdset);   //一个 fd_set类型变量的所有位都设为 0int FD_CLR(int fd, fd_set *fdset);  //清除某个位时可以使用int FD_SET(int fd, fd_set *fd_set);   //设置变量的某个位置位int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset); //测试某个位是否被置位

select使用范例：

当声明了一个文件描述符集后，必须用FD_ZERO将所有位置零。之后将我们所感兴趣的描述符所对应的位置位，操作如下：

fd_set rset;

int fd;

FD_ZERO(&rset);

FD_SET(fd, &rset);

FD_SET(stdin, &rset);

然后调用select函数，拥塞等待文件描述符事件的到来；如果超过设定的时间，则不再等待，继续往下执行。

select(fd+1, &rset, NULL, NULL,NULL);

select返回后，用FD_ISSET测试给定位是否置位：

if(FD_ISSET(fd, &rset)

{

...

//do something

}

下面是一个最简单的select的使用例子：

#include #include #include #include #include 

int main(){

fd_set rd;

struct timeval tv;

int err;

FD_ZERO(&rd);

FD_SET(0,&rd);

tv.tv_sec = 5;

tv.tv_usec = 0;

err = select(1,&rd,NULL,NULL,&tv);

if(err == 0) //超时

{

printf("select time out!\\n");

}

else if(err == -1)  //失败

{

printf("fail to select!\\n");

}

else  //成功

{

printf("data is available!\\n");

}

return 0;

}

我们运行该程序并且随便输入一些数据，程序就提示收到数据了。

来源：Linux公社