Linux 平台 select 操作

Linux 平台 select 操作

#include <sys/select.h>

int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

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

select() 操作用于程序监控相应的文件描述符(file descriptor,fd)是否准备好,即能否进行无阻塞地读取操作。

文件描述符集(file descriptor set,fds)是函数最主要的参数,它是一个 fd_set 类型的结构体,里面可以存储最大 FD_SETSIZE(1024) 个 fd。为了安全地操作 fds,系统提供了相应的宏:

  • void FD_ZERO(fd_set *set) - 用于清空 fds 里存储的 fd,一般在初始化时清空 fds 。
  • void FD_SET(int fd, fd_set *set) - 用于向 fds 里添加一个 fd 。
  • void FD_CLR(int fd, fd_set *set) - 用于从 fds 里清除一个 fd 。
  • int FD_ISSET(int fd, fd_set *set) - 用于判断 fd 是否在 fds 里,一般在 select() 调用结束之后使用。

函数参数有三个 fds:

fds 函数调用前 函数调用后
readfds 监听 readfds 里的 fd 是否有可读的 可无阻塞读的 fd
writefds 监听 writefds 里的 fd 是否有可写的 可无阻塞写的 fd
exceptfds 监听 exceptfds 里的 fd 是否有发送异常的(一般未使用) 发生异常的 fd

select() 函数内部会修改 readfds, writefds 和 exceptfds 内存储的 fd,函数返回时这些 fds 内存储的是可以进行相应操作的 fd 。因此若希望在一个 loop 里重复监听某一个 fd,需要每次调用 select() 之前重新设置 fds 。

函数参数 nfds 是三个 fds 里序号最大的 fd 的序号值 + 1 。

timeout 是一个struct timeval 的结构体指针,它代表希望阻塞等待的时间。函数返回时,Linux 平台下的 timeout 会被重写,用于存储阻塞剩余未使用的时间,而其他平台的实现一般不会这样做。因此考虑到兼容性,一般认为 select() 返回后,timeout 对象就没用了,下次调用 select() 需要重新初始化 timeout 。

struct timeval {
    time_t      tv_sec;         /* seconds */
    suseconds_t tv_usec;        /* microseconds */
};
  • 当传入的 timeout 里的字段值大于 0 ,select() 函数阻塞相应的时间。当一个 fd 准备好,被信号处理中断,以及阻塞时间超时时,函数返回。
  • 当传入的 timeout 里的 tv_sectv_usec 都为 0 时,select() 函数立即返回,用于轮询的场景。
  • 当传入的 timeout 为 NULL 时,select() 永久阻塞,直到有 fd 准备好。

函数返回值可以为:

  • EBADF - 错误的 fd 。
  • EINTR - 捕获到信号。
  • EINVAL - nfds 为负数或大于 RLIMIT_NOFILE 的限制,timeout 的值不合理。
  • ENOMEN - 函数内部动态分配内存失败。

一个 demo 如下,简单地监控标准输入:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/select.h>

int main(void)
{
    fd_set rfds;
    struct timeval tv;
    int retval;

    /* Watch stdin (fd 0) to see when it has input. */
    FD_ZERO(&rfds);
    FD_SET(0, &rfds);

    /* Wait up to five seconds. */
    tv.tv_sec = 5;
    tv.tv_usec = 0;

    retval = select(1, &rfds, NULL, NULL, &tv);
    /* Don't rely on the value of tv now! */

    if (retval == -1)
        perror("select()");
    else if (retval)
        printf("Data is available now.\n");
    /* FD_ISSET(0, &rfds) will be true. */
    else
        printf("No data within five seconds.\n");

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

无任何输入场景:

tangjia@FA001334:~/Jackistang$ ./tmp 
No data within five seconds.

输入数据场景:

tangjia@FA001334:~/Jackistang$ ./tmp 
123456798
Data is available now.

参考:

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