linux中select函数

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select函数:

系统提供select函数来实现多路复用输入/输出模型。原型:

#include <sys/time.h>

#include <unistd.h>

select函数:

系统提供select函数来实现多路复用输入/输出模型。原型:

#include <sys/time.h>

#include <unistd.h>

int select(int maxfd,fd_set *rdset,fd_set *wrset,fd_set *exset,struct timeval *timeout);

参数maxfd是需要监视的最大的文件描述符值+1;rdset,wrset,exset分别对应于需要检测的可读文件描述符的集合,可写文件描述符的集 合及异常文件描述符的集合。struct timeval结构用于描述一段时间长度,如果在这个时间内,需要监视的描述符没有事件发生则函数返回,返回值为0。

FD_ZERO,FD_SET,FD_CLR,FD_ISSET: 参数maxfd是需要监视的最大的文件描述符值+1;rdset,wrset,exset分别对应于需要检测的可读文件描述符的集合,可写文件描述符的集 合及异常文件描述符的集合。struct timeval结构用于描述一段时间长度,如果在这个时间内,需要监视的描述符没有事件发生则函数返回,返回值为0。

FD_ZERO,FD_SET,FD_CLR,FD_ISSET:

FD_ZERO(fd_set *fdset);将指定的文件描述符集清空,在对文件描述符集合进行设置前,必须对其进行初始化,如果不清空,由于在系统分配内存空间后,通常并不作清空处理,所以结果是不可知的。

FD_SET(fd_set *fdset);用于在文件描述符集合中增加一个新的文件描述符。

FD_CLR(fd_set *fdset);用于在文件描述符集合中删除一个文件描述符。

FD_ISSET(int fd,fd_set *fdset);用于测试指定的文件描述符是否在该集合中。

struct timeval结构:

struct timeval{

long tv_sec;//second

long tv_usec;//minisecond

}

timeout设置情况:

null:select将一直被阻塞,直到某个文件描述符上发生了事件。

0:仅检测描述符集合的状态,然后立即返回,并不等待外部事件的发生。

特定的时间值:如果在指定的时间段里没有事件发生,select将超时返回。

(’fd_set’) 是一组文件描述符(fd)的集合。由于fd_set类型的长度在不同平台上不同,因此应该用一组标准的宏定义来处理此类变量:

fd_set set; FD_ZERO(&set); /* 将set清零 */ FD_SET(fd, &set); /* 将fd加入set */ FD_CLR(fd, &set); /* 将fd从set中清除 */ FD_ISSET(fd, &set); /* 如果fd在set中则真 */

在 过去,一个fd_set通常只能包含少于等于32个文件描述符,因为fd_set其实只用了一个int的比特矢量来实现,在大多数情况下,检查 fd_set能包括任意值的文件描述符是系统的责任,但确定你的fd_set到底能放多少有时你应该检查/修改宏FD_SETSIZE的值。*这个值是系 统相关的*,同时检查你的系统中的select() 的man手册。有一些系统对多于1024个文件描述符的支持有问题。

多路复用的方式是真正实用的服务器程序,非多路复用的网络程序只能作为学习或着陪测的角色。本文说下个人

接触过的多路复用函数:select/poll/epoll/port。kqueue的*nix系统没接触过,估计熟悉了上面

四种,kqueue也只是需要熟悉一下而已。

一、select模型

select原型: int select(int n ,fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

其中参数n表示监控的所有fd中最大值+1。

和select模型紧密结合的四个宏,含义不解释了:

FD_CLR(int fd, fd_set *set);

FD_ISSET(int fd, fd_set *set);

FD_SET(int fd, fd_set *set);

FD_ZERO(fd_set *set);

理解select模型的关键在于理解fd_set,为说明方便,取fd_set长度为1字节,fd_set中的每一bit可以对应一个文件描述符fd。则1字节长的fd_set最大可以对应8个fd。

(1)执行fd_set set; FD_ZERO(&set);则set用位表示是0000,0000。

(2)若fd=5,执行FD_SET(fd,&set);后set变为0001,0000(第5位置为1)

(3)若再加入fd=2,fd=1,则set变为0001,0011

(4)执行select(6,&set,0,0,0)阻塞等待

(5)若fd=1,fd=2上都发生可读事件,则select返回,此时set变为0000,0011。注意:没有事件发生的fd=5被清空。

基于上面的讨论,可以轻松得出select模型的特点:

(1)可监控的文件描述符个数取决与sizeof(fd_set)的值。我这边服务 器上sizeof(fd_set)=512,每bit表示一个文件描述符,则我服务器上支持的最大文件描述符是512*8=4096。据说可调,另有说虽 然可调,但调整上限受于编译内核时的变量值。本人对调整fd_set的大小不太感兴趣,参考http://www.cppblog.com /CppExplore/archive/2008/03/21/45061.html中的模型2(1)可以有效突破select可监控的文件描述符上 限。

(2)将fd加入select监控集的同时,还要再使用一个数据结构array保存放到select监控集中的fd,一是用于再select 返回后,array作为源数据和fd_set进行FD_ISSET判断。二是select返回后会把以前加入的但并无事件发生的fd清空,则每次开始 select前都要重新从array取得fd逐一加入(FD_ZERO最先),扫描array的同时取得fd最大值maxfd,用于select的第一个 参数。

(3)可见select模型必须在select前循环array(加fd,取maxfd),select返回后循环array(FD_ISSET判断是否有时间发生)。

下面给一个伪码说明基本select模型的服务器模型:

array[slect_len];

nSock=0;

array[nSock++]=listen_fd;(之前listen port已绑定并listen)

maxfd=listen_fd;

while{

FD_ZERO(&set);

foreach (fd in array)

{

fd大于maxfd,则maxfd=fd

FD_SET(fd,&set)

}

res=select(maxfd+1,&set,0,0,0);

if(FD_ISSET(listen_fd,&set))

{

newfd=accept(listen_fd);

array[nsock++]=newfd;

if(–res<=0) continue

}

foreach 下标1开始 (fd in array)

{

if(FD_ISSET(fd,&tyle=”COLOR: #ff0000″>set))

执行读等相关操作

如果错误或者关闭,则要删除该fd,将array中相应位置和最后一个元素互换就好,nsock减一

if(–res<=0) continue

}

}

服务器端代码:

引用

#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

#include <stdio.h>

#include <netinet/in.h>

#include <sys/time.h>

#include <sys/ioctl.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

int main()

{

int server_sockfd, client_sockfd;

int server_len, client_len;

struct sockaddr_in server_address;

struct sockaddr_in client_address;

int result;

fd_set readfds, testfds;

/*创建套接字:IPv4, tcp流套接字*/

server_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

server_address.sin_family = AF_INET;

/*INADDR_ANY代表本机IP,htonl将其转换为网络字节顺序(大端模式)*/

server_address.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

server_address.sin_port = htons(9734);

server_len = sizeof(server_address);

/*将端口与套接字绑定*/

bind(server_sockfd, (struct sockaddr *)&server_address, server_len);

/*监听,可接受5个连接请求*/

listen(server_sockfd, 5);

FD_ZERO(&readfds);

FD_SET(server_sockfd, &readfds);

/*等待客户端请求*/

while(1) {

char ch;

int  fd;

int  nread;

testfds = readfds;

/*服务器在select后等待客户端的请求(服务器阻塞)*/

printf(“server waiting\n”);

result = select(FD_SETSIZE, &testfds, (fd_set *)0,

(fd_set *)0, (struct timeval *)0);

if (result < 1) {

perror(“server”);

exit(1);

}

/*轮询,实际程序不使用这种极度耗时的方法*/

for (fd = 0; fd < FD_SETSIZE; fd++) {

if (FD_ISSET(fd, &testfds)) {

if (fd == server_sockfd) {

client_len = sizeof(client_address);

client_sockfd = accept(server_sockfd, (struct sockaddr *)&client_address,

&client_len);                    /*接收客户端连接请求,并返回连接套接字用于收发数据*/

FD_SET(client_sockfd, &readfds);    /*需要监视发来请求的客户端*/

printf(“adding client on fd %d\n”, client_sockfd);

} else {                                                           /*客户端发生“状况”*/

ioctl(fd, FIONREAD, &nread);

if (nread == 0) {

close(fd);                                        /*读取不到任何内容,关闭与客户端的连接套接字*/

FD_CLR(fd, &readfds);              /*清除客户端套接字描述符,不再对其”关注”*/

printf(“removing client on fd %d\n”, fd);

} else {

read(fd, &ch, 1);

sleep(5);

printf(“serving client on fd %d\n”, fd);

ch++;

write(fd, &ch, 1);

}

}

}

}

}

}

例子2

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <unistd.h>

#include <errno.h>

#include <string.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

#include <netinet/in.h>

#include <arpa/inet.h>

#define MYPORT 1234    // the port users will be connecting to

#define BACKLOG 5     // how many pending connections queue will hold

#define BUF_SIZE 200

int fd_A[BACKLOG];    // accepted connection fd

int conn_amount;    // current connection amount

void showclient()

{

int i;

printf(“client amount: %d\n”, conn_amount);

for (i = 0; i < BACKLOG; i++)

{

printf(“[%d]:%d  “, i, fd_A[i]);

}

printf(“\n\n”);

}

int main(void)

{

int sock_fd, new_fd;  // listen on sock_fd, new connection on new_fd

struct sockaddr_in server_addr;    // server address information

struct sockaddr_in client_addr; // connector’s address information

socklen_t sin_size;

int yes = 1;

char buf[BUF_SIZE];

int ret;

int i;

if ((sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)

{

perror(“socket”);

exit(1);

}

if (setsockopt(sock_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof(int)) == -1)

{

perror(“setsockopt”);

exit(1);

}

server_addr.sin_family = AF_INET;         // host byte order

server_addr.sin_port = htons(MYPORT);     // short, network byte order

server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // automatically fill with my IP

memset(server_addr.sin_zero, ‘\0′, sizeof(server_addr.sin_zero));

if (bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1)

{

perror(“bind”);

exit(1);

}

if (listen(sock_fd, BACKLOG) == -1)

{

perror(“listen”);

exit(1);

}

printf(“listen port %d\n”, MYPORT);

fd_set fdsr;

int maxsock;

struct timeval tv;

conn_amount = 0;

sin_size = sizeof(client_addr);

maxsock = sock_fd;

while (1)

{

// initialize file descriptor set

FD_ZERO(&fdsr);

FD_SET(sock_fd, &fdsr);

// timeout setting

tv.tv_sec = 30;

tv.tv_usec = 0;

// add active connection to fd set

for (i = 0; i < BACKLOG; i++)

{

if (fd_A[i] != 0)

{

FD_SET(fd_A[i], &fdsr);

}

}

ret = select(maxsock + 1, &fdsr, NULL, NULL, &tv);

if (ret < 0)

{

perror(“select”);

break;

} else if (ret == 0)

{

printf(“timeout\n”);

continue;

}

// check every fd in the set

for (i = 0; i < conn_amount; i++)

{

if (FD_ISSET(fd_A[i], &fdsr))

{

ret = recv(fd_A[i], buf, sizeof(buf), 0);

if (ret <= 0)

{        // client close

printf(“client[%d] close\n”, i);

close(fd_A[i]);

FD_CLR(fd_A[i], &fdsr);

fd_A[i] = 0;

}

else

{        // receive data

if (ret < BUF_SIZE)

memset(&buf[ret], ‘\0′, 1);

printf(“client[%d] send:%s\n”, i, buf);

}

}

}

// check whether a new connection comes

if (FD_ISSET(sock_fd, &fdsr))

{

new_fd = accept(sock_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &sin_size);

if (new_fd <= 0)

{

perror(“accept”);

continue;

}

// add to fd queue

if (conn_amount < BACKLOG)

{

fd_A[conn_amount++] = new_fd;

printf(“new connection client[%d] %s:%d\n”, conn_amount,

inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));

if (new_fd > maxsock)

maxsock = new_fd;

}

else

{

printf(“max connections arrive, exit\n”);

send(new_fd, “bye”, 4, 0);

close(new_fd);

break;

}

}

showclient();

}

// close other connections

for (i = 0; i < BACKLOG; i++)

{

if (fd_A[i] != 0)

{

close(fd_A[i]);

}

}

exit(0);

}



快乐成长 每天进步一点点