多路複用I/O--select

阿新 • • 發佈：2018-11-17

多路複用I/O–select

select定義

#include <sys/select.h>
int select(int maxfdp1, fd_set *restrict readfds, fd_set *restrict writefds, fd_set *restrict exceptfds, struct timeval *restrict tvptr);

返回值：準備就緒的描述符數目：若超時，返回0；若出錯，返回-1

引數說明

（1）先來說明最後一個引數，它指定願意等待的時間長度，單位為秒和微秒。有以下3種情況。

tvptr == NULL

永遠等待。如果捕捉到一個訊號則中斷此無限期等待。當所指定的描述符中的一個已準備好或捕捉到一個訊號則返回。如果捕捉到一個訊號，則select返回-1，errno設定為EINTR。
tvptr->tv_sec != 0 && tvptr->tv_usec == 0

根本不等待。測試所有指定的描述符並立即返回。
tvptr->tv_sec != 0 || tvptr->tv_usec != 0

等待指定的秒數和微秒數。當指定的描述符之一已準備好，或當指定的時間值已經超過時立即返回。如果在超時到期時還沒有一個描述符準備好，則返回值是0。

（2）中間3個引數readfds、writefds和exceptfds是指向描述符集的指標。這3個描述符集說明了我們關心的可讀、可寫或處於異常條件的描述符集合。每個描述符集儲存在一個fd_set資料型別中。

對於fd_set資料型別，唯一可以進行的處理是：分配一個這種型別的變數，將這種型別的一個變數值賦給同類型的另一個變數，或對這種型別的變數使用下列4個函式中的一個。

#include <sys/select.h>
int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset);
                返回值：若fd在描述符集中，返回非0值；否則，返回0

void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset);
void FD_SET(int fd, fd_set *fdset);
void FD_ZERO(fd_set *fdset);

呼叫FD_ZERO將一個fd_set變數的所有位設定為0.

要開啟描述符集中的一位，可以呼叫FD_SET。
呼叫FD_CLR可以清除一位。
最後，可以呼叫FD_ISSET測試描述符集中的一個指定位是否已開啟。

從select返回時，可以用FD_ISSET測試該集中的一個給定位是否仍處於開啟狀態，如下：

if (FD_ISSET(fd, &fdset)) {
  ……
}

select的中間3個引數中的任意一個（或全部）可以是空指標，此時select提供了比sleep更精確的定時器。

（3）select的第一個引數maxfdp1的意思是”最大的檔案描述符編號值加1“。考慮所有3個描述符集，在3個描述符集中找出最大描述符編號值，然後加1，這就是第一個引數值。也可將maxfdp1設定為FD_SETSIZE，即系統中定義的最大描述符數（經常是1024）。

返回值

select有3個可能的返回值：

返回值-1表示出錯。
返回值0表示沒有描述符準備好。若指定的描述符一個都沒指定好，指定的時間就過了，此時所有描述符集都會置0。
一個正返回值說明了已經準備好的描述符數。該值是3個描述符集中已準備好的描述符數之和，所以如果同一描述符已準備好讀和寫，那麼在返回值中會對其計兩次數。

例項講解

下面已一個例子來演示select的用法。

我們有兩個程式，select.c和write_fifo.c。

select.c中，我們迴圈監聽了兩個描述符，STDIN_FILENO標準輸入描述符和命名管道fd。不同的fd上有資料反饋，在顯示器上會列印不同的輸出。

write_fifo.c中，每隔5秒向命名管道fd寫入”this is for test”。

/**
 * select.c
 * 多路複用select的用法
 */

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>

#define fifo_filename "test_fifo"

int main(int argc, char *argv[])
{
    fd_set rfds;
    struct timeval tv;
    int ret; 
    int fd;

    ret = mkfifo(fifo_filename, 0666);
    if (ret != 0)
        perror("mkfifo error");

    fd = open(fifo_filename, O_RDWR);
    if (fd < 0) {
        perror("open error");
        exit(-1);
    }

    ret = 0;

    while (1) {
        FD_ZERO(&rfds);
        FD_SET(0, &rfds);
        FD_SET(fd, &rfds);

        tv.tv_sec = 1;
        tv.tv_usec = 0;

        ret = select(FD_SETSIZE, &rfds, NULL, NULL, NULL);

        if (ret == -1) {
            perror("select error");
        } else if (ret > 0) {
            char buf[100] = {0};
            if (FD_ISSET(0, &rfds)) {
                read(0, buf, sizeof(buf));
                printf("stdin buf = %s\n", buf);
            } else if (FD_ISSET(fd, &rfds)) {
                read(fd, buf, sizeof(buf));
                printf("fifo buf = %s\n", buf);
            }
        } else if (ret == 0) {
            printf("time out\n");
        }
    }

    exit(0);
}

/**
 * write_fifo.c
 * 給命名管道傳送資訊
 */

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>

#define fifo_filename "test_fifo"

int main(int argc, char *argv[])
{
    int ret = 0;
    int fd;

    ret = mkfifo(fifo_filename, 0666);
    if (ret != 0) {
        perror("mkfifo error");
    }

    fd = open(fifo_filename, O_RDWR);
    if (fd < 0) {
        perror("open error");
        exit(-1);
    }

    while (1) {
        char *str = "this is for test";
        write(fd, str, strlen(str));
        printf("after write to fifo\n");
        sleep(5);
    }

    exit(0);
}

編譯兩個程式

/myblog/myblog/source/select# gcc select.c -o select
/myblog/source/select# gcc write_fifo.c -o write_fifo

啟動select程式，如下：

/myblog/source/select# ./select
fifo buf = this is for test
fifo buf = this is for test
fifo buf = this is for test
hello
stdin buf = hello

fifo buf = this is for test
fifo buf = this is for test
^C

啟動write_fifo程式，如下：

/myblog/source/select# ./write_fifo
mkfifo error: File exists
after write to fifo
after write to fifo
after write to fifo
after write to fifo
after write to fifo
^C

從程式執行結果可以看出，當write_fifo不斷往命名管道寫入”this is for test”時，select監聽到命名管道fd已準備好，從fd上讀出資料並列印到顯示器上；當我們從標準輸入中打出hello時，select監聽到STDIN_FILENO（描述符為0）已準備好，從描述符0中讀出資料並列印到顯示器上。

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