Unix/Linux编程:select函数详解与应用

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"函数简介select-Unix/Linux C/C++编程学习" 在Unix/Linux系统中,`select`函数是用于实现多路同步I/O复用的重要工具,尤其在处理多个网络连接时非常常见。`select`函数的基本语法是: ```c int select(int numfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout); ``` 参数含义如下: - `numfds`: 表示`readfds`, `writefds`, 和 `exceptfds`集合中描述符的最大值加1。 - `readfds`: 一个文件描述符集合,当有数据可读时,select会将这些描述符设置为就绪状态。 - `writefds`: 另一个文件描述符集合,当可以写入数据时,select会将这些描述符设置为就绪状态。 - `exceptfds`: 用于检测异常情况的文件描述符集合,如套接字错误。 - `timeout`: 指向`struct timeval`结构体的指针,用于设定select等待的最长时间。如果为NULL,select将无限期等待。 `select`函数的返回值是就绪的描述符个数,如果为0,则表示在指定的超时时间内没有描述符就绪。这在编写服务器程序时特别有用,因为它允许程序在一个单独的线程或进程中同时监控多个套接字,提高了效率。 在C/C++编程中,`select`函数常用于网络编程,例如处理TCP或UDP服务器的并发连接。通过使用`select`,程序员可以有效地管理资源,避免在没有活动时浪费CPU时间。 Unix/Linux操作系统是一个历史悠久且广泛使用的操作系统家族,包括System V、Berkley和Hybrid等分支。其中,System V分支包括AIX、Solaris、HP-UX和IRIX等商业发行版,Berkley分支则催生了FreeBSD、NetBSD和OpenBSD等开源操作系统。Hybrid分支中最有名的是Minix,它的存在启发了Linux的发展。 Linux作为开源的类Unix操作系统,以其开放性、可定制性和跨平台性而闻名,被广泛应用于各种设备,从智能手机到超级计算机。Linux内核是Linux系统的核心,而像Android、Ubuntu和Red Hat Enterprise Linux等则是基于Linux内核的发行版。 在学习Unix/Linux C/C++编程时,除了`select`函数,还会涉及其他重要概念,如GNU编译工具链GCC、内存管理、文件I/O、进程管理、信号、进程间通信、多线程以及网络通信。这些知识构成了Unix/Linux系统编程的基础,对于开发高效、可靠的系统级软件至关重要。例如,内存管理涉及动态分配和释放内存,进程管理则涵盖进程创建、同步和通信,而网络通信则包括套接字编程和协议处理。掌握这些知识点,能帮助开发者更好地理解和利用Unix/Linux系统的优势。
2013-03-14 上传
Select在Socket编程中还是比较重要的,可是对于初学Socket的人来说都不太爱用Select写程序,他们只是习惯写诸如connect、accept、recv或recvfrom这样的阻塞程序(所谓阻塞方式block,顾名思义,就是进程或是线程执行到这些函数时必须等待某个事件的发生,如果事件没有发生,进程或线程就被阻塞,函数不能立即返回)。可是使用Select就可以完成非阻塞(所谓非阻塞方式non-block,就是进程或线程执行此函数时不必非要等待事件的发生,一旦执行肯定返回,以返回值的不同来反映函数的执行情况,如果事件发生则与阻塞方式相同,若事件没有发生则返回一个代码来告知事件未发生,而进程或线程继续执行,所以效率较高)方式工作的程序,它能够监视我们需要监视的文件描述符的变化情况——读写或是异常。下面详细介绍一下! Select的函数格式(我所说的是Unix系统下的伯克利socket编程,和windows下的有区别,一会儿说明): int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout); 先说明两个结构体: 第一,struct fd_set可以理解为一个集合,这个集合中存放的是文件描述符(file descriptor),即文件句柄,这可以是我们所说的普通意义的文件,当然Unix下任何设备、管道、FIFO等都是文件形式,全部包括在内,所以毫无疑问一个socket就是一个文件,socket句柄就是一个文件描述符。fd_set集合可以通过一些宏由人为来操作,比如清空集合FD_ZERO(fd_set *),将一个给定的文件描述符加入集合之中FD_SET(int ,fd_set *),将一个给定的文件描述符从集合中删除FD_CLR(int ,fd_set*),检查集合中指定的文件描述符是否可以读写FD_ISSET(int ,fd_set* )。一会儿举例说明。 第二,struct timeval是一个大家常用的结构,用来代表时间值,有两个成员,一个是秒数,另一个是毫秒数。 具体解释select的参数: int maxfdp是一个整数值,是指集合中所有文件描述符的范围,即所有文件描述符的最大值加1,不能错!在Windows中这个参数的值无所谓,可以设置不正确。 fd_set *readfds是指向fd_set结构的指针,这个集合中应该包括文件描述符,我们是要监视这些文件描述符的读变化的,即我们关心是否可以从这些文件中读取数据了,如果这个集合中有一个文件可读,select就会返回一个大于0的值,表示有文件可读,如果没有可读的文件,则根据timeout参数再判断是否超时,若超出timeout的时间,select返回0,若发生错误返回负值。可以传入NULL值,表示不关心任何文件的读变化。 fd_set *writefds是指向fd_set结构的指针,这个集合中应该包括文件描述符,我们是要监视这些文件描述符的写变化的,即我们关心是否可以向这些文件中写入数据了,如果这个集合中有一个文件可写,select就会返回一个大于0的值,表示有文件可写,如果没有可写的文件,则根据timeout参数再判断是否超时,若超出timeout的时间,select返回0,若发生错误返回负值。可以传入NULL值,表示不关心任何文件的写变化。 fd_set *errorfds同上面两个参数的意图,用来监视文件错误异常。 struct timeval* timeout是select的超时时间,这个参数至关重要,它可以使select处于三种状态,第一,若将NULL以形参传入,即不传入时间结构,就是将select置于阻塞状态,一定等到监视文件描述符集合中某个文件描述符发生变化为止;第二,若将时间值设为0秒0毫秒,就变成一个纯粹的非阻塞函数,不管文件描述符是否有变化,都立刻返回继续执行,文件无变化返回0,有变化返回一个正值;第三,timeout的值大于0,这就是等待的超时时间,即select在timeout时间内阻塞,超时时间之内有事件到来就返回了,否则在超时后不管怎样一定返回,返回值同上述。 返回值: 负值:select错误 正值:某些文件可读写或出错 0:等待超时,没有可读写或错误的文件