select函数及fd_set介绍

1. select函数

1. 用途

       在编程的过程中,经常会遇到许多阻塞的函数,好像read和网络编程时使用的recv, recvfrom函数都是阻塞的函数,当函数不能成功执行的时候,程序就会一直阻塞在这里,无法执行下面的代码。这时就需要用到非阻塞的编程方式,使用select函数就可以实现非阻塞编程。
       select函数是一个轮循函数,循环询问文件节点,可设置超时时间,超时时间到了就跳过代码继续往下执行。

2. 大致原理

       select需要驱动程序的支持,驱动程序实现fops内的poll函数。select通过每个设备文件对应的poll函数提供的信息判断当前是否有资源可用(如可读或写),如果有的话则返回可用资源的文件描述符个数,没有的话则睡眠,等待有资源变为可用时再被唤醒继续执行。详细的原理请看这里

3. 函数定义

       该函数声明如下

 

int select(int nfds,  fd_set* readset,  fd_set* writeset,  fe_set* exceptset,  struct timeval* timeout);

  

参数:

       nfds           需要检查的文件描述字个数
       readset     用来检查可读性的一组文件描述字。
       writeset     用来检查可写性的一组文件描述字。
       exceptset  用来检查是否有异常条件出现的文件描述字。(注:错误不包括在异常条件之内)
       timeout      超时,填NULL为阻塞,填0为非阻塞,其他为一段超时时间

返回值:

       返回fd的总数,错误时返回SOCKET_ERROR

 

2. fd_set结构体

       上面select函数中需要用到两个fd_set形参,这个结构体到底做什么用的呢

       fd_set其实这是一个数组的宏定义,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(socket、文件、管道、设备等)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()的进程哪个句柄可读。

       系统提供了FD_SETFD_CLRFD_ISSETFD_ZERO进行操作,声明如下:

 

FD_SET(int fd, fd_set *fdset);       //将fd加入set集合
FD_CLR(int fd, fd_set *fdset);       //将fd从set集合中清除
FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset);     //检测fd是否在set集合中,不在则返回0
FD_ZERO(fd_set *fdset);              //将set清零使集合中不含任何fd

  

       下面写一段程序探究一下这几个宏的工作:

 

#include <WINSOCK2.H>  
int main()
{    
	fd_set fdset;    
	FD_ZERO(&fdset);    
	FD_SET(1, &fdset);    
	FD_SET(2, &fdset);    
	FD_SET(3, &fdset);    
	FD_SET(7, &fdset);    
	int isset = FD_ISSET(3, &fdset);    
	printf("isset = %d\n", isset);    
	FD_CLR(3, &fdset);    
	isset = FD_ISSET(3, &fdset);    
	printf("isset = %d\n", isset);    
	return 0;
}

  

       当使用FD_SET添加完1、2、3、7后,fdset的值如下:

               

       然后经过FD_CLR以后,fd_array[2]就被清除了,数组后面的数据依次往前提,即7被放到了fd_array[2]
       所以isset前后两次打印的值分别为1和0

 

3. 小结

       select的结果会对fd_set造成影响。例如,对于一个监听的socket:

 

#include <WinSock2.h>
#include <stdio.h> 
#pragma comment(lib,"WS2_32.lib")    
int main()
{	
	FD_SET   ReadSet;	
	FD_ZERO(&ReadSet); 	
	WSADATA   wsaData;	
	WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);         //初始化	
	SOCKET  ListenSocket = WSASocket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP, NULL, 0, WSA_FLAG_OVERLAPPED);  //定义一个监听套接字 	
	//bind等操作这里省略....	//..... 	
	FD_SET(ListenSocket, &ReadSet);      //将套接字加入ReadSet集合中 	
	int isset = FD_ISSET(ListenSocket, &ReadSet);         //这里并没有通过select对fd_set进行筛选	
	printf("Before select, isset = %d\n", isset);         //所以这里打印结果为1 	
	struct timeval tTime;	
	tTime.tv_sec = 10;	
	tTime.tv_usec = 0;	
	select(0, &ReadSet, NULL, NULL, &tTime);       //通过select筛选处于就绪状态的fd	                                               
	//这时,刚才的ListenSocket并不在就绪状态(没有连接连入),那么就从ReadSet中去除它 	
	isset = FD_ISSET(ListenSocket, &ReadSet);	
	printf("After select, isset = %d\n", isset);     //所以这里打印的结果为0 	
	system("pause");	
	return 0;
}

  

       所以可以使用select以及fd的操作来完成异步的网络消息处理,具体的实现请看这里的例子

posted @ 2018-10-05 19:13  cs_wu  阅读(45612)  评论(0编辑  收藏  举报