linux網絡編程：select()函數以及FD_ZERO、FD_SET、FD_CLR、FD_ISSET（轉）

從別人的博客中轉載過來了這一篇文章，通過從新編輯排版以後展示於此，作一個知識點保存與學習。

select函數用於在非阻塞中，當一個套接字或一組套接字有信號時通知你，系統提供select函數來實現多路複用輸入/輸出模型，原型：

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

 

所在的頭文件爲：#include <sys/time.h> 和#include <unistd.h>

 

  先對函數中的參數作一個簡單的介紹。參數maxfd是須要監視的最大的文件描述符值+1；rdset,wrset,exset分別對應於須要檢測的可讀文件描述符的集合，可寫文件描述符的集 合及異常文件描述符的集合。struct timeval結構用於描述一段時間長度，若是在這個時間內，須要監視的描述符沒有事件發生則函數返回，返回值爲0。 
    在這些參數中有一個相似於結構體的東西，fd_set，這是什麼的名字，咱們先來看看這個所具備的含義吧。這是一組文件描述字(fd)的集合，它用一位來表示一個fd，等等，文件描述字，熟悉吧，以前都把這個當作一個文件的路徑保存的地方了，也就是當作是一個文件的標誌哦，現不在作猜測了，看看下文是怎麼介紹的吧。

 

    對於fd_set類型經過下面四個宏來操做：

 

　 FD_ZERO(fd_set *fdset) 將指定的文件描述符集清空，在對文件描述符集合進行設置前，必須對其進行初始化，若是不清空，因爲在系統分配內存空間後，一般並不做清空處理，因此結果是不可知的。
    FD_SET(fd_set *fdset) 用於在文件描述符集合中增長一個新的文件描述符。
    FD_CLR(fd_set *fdset) 用於在文件描述符集合中刪除一個文件描述符。
    FD_ISSET(int fd,fd_set *fdset) 用於測試指定的文件描述符是否在該集合中。

 

    如今,UNIX系統一般會在頭文件<sys/select.h>中定義常量FD_SETSIZE，它是數據類型fd_set的描述字數量，其值一般是1024，這樣就能表示<1024的fd。

 

    好了在研究了一番關於fd_set的信息以後，再回到對select函數的理解上來吧。

 

  功能：測試指定的fd可讀？可寫？有異常條件待處理？
  readset  用來檢查可讀性的一組文件描述字。
  writeset 用來檢查可寫性的一組文件描述字。
  exceptset用來檢查是否有異常條件出現的文件描述字。(注：不包括錯誤)
  timeout  用於描述一段時間長度，若是在這個時間內，須要監視的描述符沒有事件發生則函數返回，返回值爲0。

 

  對於select函數的功能簡單的說就是對文件fd作一個測試。測試結果有三種可能：
    1.timeout=NULL（阻塞：select將一直被阻塞，直到某個文件描述符上發生了事件）
    2.timeout所指向的結構設爲非零時間（等待固定時間：若是在指定的時間段裏有事件發生或者時間耗盡，函數均返回）
    3.timeout所指向的結構，時間設爲0（非阻塞：僅檢測描述符集合的狀態，而後當即返回，並不等待外部事件的發生）

 

 

 

    返回值：返回對應位仍然爲1的fd的總數。注意啦：只有那些可讀，可寫以及有異常條件待處理的fd位仍然爲1。不然爲0哦。舉個例子，好比recv(), 在沒有數據到來調用它的時候,你的線程將被阻塞,若是數據一直不來,你的線程就要阻塞好久.這樣顯然很差。因此採用select來查看套節字是否可讀(也就是是否有數據讀了) 。
步驟以下——
socket s;
.....
fd_set set;
while(1)
{
FD_ZERO(&set);//將你的套節字集合清空
FD_SET(s, &set);//加入你感興趣的套節字到集合,這裏是一個讀數據的套節字s
select(0,&set,NULL,NULL,NULL);//檢查套節字是否可讀,
//不少狀況下就是是否有數據(注意,只是說不少狀況)
//這裏select是否出錯沒有寫
if(FD_ISSET(s, &set) //檢查s是否在這個集合裏面,
{ //select將更新這個集合,把其中不可讀的套節字去掉
//只保留符合條件的套節字在這個集合裏面
recv(s,...);
}
//do something here
}

 

    理解select模型的關鍵在於理解fd_set,爲說明方便，取fd_set長度爲1字節，fd_set中的每一bit能夠對應一個文件描述符fd。則1字節長的fd_set最大能夠對應8個fd。
   （1）執行fd_set set; FD_ZERO(&set);則set用位表示是0000,0000。
   （2）若fd＝5,執行FD_SET(fd,&set);後set變爲0001,0000(第5位置爲1)

 

   （3）若再加入fd＝2，fd=1,則set變爲0001,0011
   （4）執行select(6,&set,0,0,0)阻塞等待
   （5）若fd=1,fd=2上都發生可讀事件，則select返回，此時set變爲0000,0011。注意：沒有事件發生的fd=5被清空。

 

基於上面的討論，能夠輕鬆得出select模型的特色：
   （1)可監控的文件描述符個數取決與sizeof(fd_set)的值。

 

   （2）能夠有效突破select可監控的文件描述符上限。
   （3）將fd加入select監控集的同時，還要再使用一個數據結構array保存放到select監控集中的fd，一是用於再select 返回後，array做爲源數據和fd_set進行FD_ISSET判斷。二是select返回後會把之前加入的但並沒有事件發生的fd清空，則每次開始 select前都要從新從array取得fd逐一加入（FD_ZERO最早），掃描array的同時取得fd最大值maxfd，用於select的第一個 參數。
   （4）可見select模型必須在select前循環array（加fd，取maxfd），select返回後循環array（FD_ISSET判斷是否有時間發生）。

 

使用select函數的過程通常是：
    先調用宏FD_ZERO將指定的fd_set清零，而後調用宏FD_SET將須要測試的fd加入fd_set，接着調用函數select測試fd_set中的全部fd，最後用宏FD_ISSET檢查某個fd在函數select調用後，相應位是否仍然爲1。

 

如下是一個測試單個文件描述字可讀性的例子：
int isready(int fd)
{
int rc;
fd_set fds;
struct tim tv;
FD_ZERO(&fds);
FD_SET(fd,&fds);
tv.tv_sec = tv.tv_usec = 0;
rc = select(fd+1, &fds, NULL, NULL, &tv);
if (rc < 0) //error
return -1;
return FD_ISSET(fd,&fds) ? 1 : 0;
}

原文出處：http://blog.sina.com.cn/s/blog_a43aa27401015kt9.html