网络编程的select()函数工作原理

MAX=10;
if(!select(MAX,&readfds,NULL,NULL,NULL))
{
continue;
}

这个函数的描述是如果到达最大连接数,进入下次循环.
我想知道他是怎么工作的,

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

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
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第1个回答  2015-08-20
1. select系统调用
select系统调用是用来让我们的程序监视多个文件描述符的状态变化的。程序会停在select这里等待,直到被监视的文件描述符有某一个或多个发生了状态改变。
select()的机制中提供一fd_set的数据结构,实际上是一long类型的数组,每一个数组元素都能与一打开的文件句柄建立联系,建立联系的工作由程序员完成,当调用select()时,由内核根据IO状态修改fd_set的内容,由此来通知执行了select()的进程哪些Socket或文件可读可写。
select函数原型:
#include <sys/select.h> #include <sys/time.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>int select(int nfds, fd_set * readfds, fd_set * writefds, fd_set * exceptfds, const struct timeval * timeout);
ndfs:select监视的文件句柄数,视进程中打开的文件数而定,一般设为要监视各文件中的最大文件描述符值加1。
readfds:这个文件描述符集合监视文件集中的任何文件是否有数据可读,当select函数返回的时候,readfds将清除其中不可读的文件描述符,只留下可读的文件描述符。
writefds:这个文件描述符集合监视文件集中的任何文件是否有数据可写,当select函数返回的时候,writefds将清除其中不可写的文件描述符,只留下可写的文件描述符。
exceptfds:这个文件集将监视文件集中的任何文件是否发生错误,其实,它可用于其他的用途,例如,监视带外数据OOB,带外数据使用MSG_OOB标志发送到套接字上。当select函数返回的时候,exceptfds将清除其中的其他文件描述符,只留下标记有OOB数据的文件描述符。
timeout:本次select()的超时结束时间。这个参数至关重要,它可以使select处于三种状态:
(1)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;
(2)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;
(3)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。
函数的返回值:
正值:表示监视的文件集中有文件描述符符合要求
零值:表示select监视超时
负值:表示发生了错误,错误值由errno指定。
宏操作:
FD_ZERO(fd_set *set): 用来清除描述词组set的全部位
FD_SET(int fd,fd_set*set): 用来设置描述词组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_CLR(inr fd,fd_set* set): 用来清除描述词组set中相关fd 的位注意事项:
(1)对于可写性的检查,最好放在需要写数据的时候进行检查。如果和可读性放在同一个地方进行检查,那么select很可能每次都会因为可写性检查成功而返回。
(2)select()调用会清空传递给它的集合参数中的内容,也就是会清空readfds、writefd、exceptfds这三个指针参数所指定的描述符集合。因此,在每次调用select()之前,必须重新初始化并把需要监视的描述符填写到相应的描述符集合中。select()调用也会清空timeout指针所指向的struct timeval结构,所以在每次调用select()之前也要重新填充timeout指针所指向的struct timeval结构。
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