C语言详解select函数的使用
select
select API介绍
主旨思想:
- 首先要构造一个关于文件描述符的列表,将要监听的文件描述符添加到该列表中。
- 调用一个系统函数,监听该列表中的文件描述符,直到这些描述符中的一个或者多个进行I/O操作时,该函数才返回。
a. 这个函数是阻塞
b. 函数对文件描述符的检测的操作是由内核完成的
- 在返回时,它会告诉进程有多少(哪些)描述符要进行I/O操作。
// sizeof(fd_set) = 128字节 1024位, 每一个标志位对应一个文件描述符
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/select.h>
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
- 参数:
- nfds : 委托内核检测的最大文件描述符的值 + 1
- readfds : 要检测的文件描述符的读的集合(有数据发送过来),委托内核检测哪些文件描述符的读的属性
- 一般检测读操作
- 对应的是对方发送过来的数据,因为读是被动的接收数据,检测的就是读缓冲区
- 是一个传入传出参数(内核进行对文件描述符标志位检测,检测完后再返回回来;)
检测过程: 文件描述符在用户态,1表示文件描述符需要检测,0表示不需要检测;在内核中处理时:只检测文件描述符为 1的文件描述符,如果数据发生变化,置为1,不变化置为0,然后返回给用户态。
- writefds : 要检测的文件描述符的写的集合,委托内核检测哪些文件描述符的写的属性
- 委托内核检测写缓冲区是不是还可以写数据(不满的就可以写)
要检测哪个文件描述符,就将那个标志位置为1;
缓冲区满了将对应文件描述符标志位置为0,有空余的数据可以写, 置为1。
- exceptfds : 检测发生异常的文件描述符的集合
- timeout : 设置的超时时间
struct timeval {
long tv_sec; /* seconds */
long tv_usec; /* microseconds */
};
- NULL : 永久阻塞,直到检测到了文件描述符有变化
- tv_sec = 0 tv_usec = 0, 不阻塞
- tv_sec > 0 tv_usec > 0, 阻塞对应的时间
- 返回值
- -1 : 失败
- 0 : select函数中设置了超时时间,超时时间到了,没有检测到,返回0
- >0(n) : 检测的集合中有n个文件描述符发生了变化
// 将参数文件描述符fd对应的标志位设置为0
void FD_CLR(int fd, fd_set *set);// 判断fd对应的标志位是0还是1, 返回值 : fd对应的标志位的值,0,返回0, 1,返回1
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set);// 将参数文件描述符fd 对应的标志位,设置为1
void FD_SET(int fd, fd_set *set);// fd_set一共有1024 bit位, 全部初始化为0
void FD_ZERO(fd_set *set);
先创建检测读的文件描述符集合
fd_set reads;
将3,4,100,101四个文件描述符置为1,表示需要对这些文件描述符进行检测;
接下来调用select函数:
select(101+1, &reads, NULL, NULL, NULL); //第一个参数,需要检测的文件描述符+1 --(+1才能遍历到101,因为是从0开始的)
将fd_set从内核态拷贝到用户态(由内核帮我们检测),同时假设A,B发送了数据;
A,B对应的文件描述符为3和4;
结果: 3和4有数据,置为1,;100和101没有数据,将其1置为0。
修改完之后,再将fd_set从内核态拷到用户态;
用户可以遍历这个集合,找到哪个文件描述符为1,即3和4,就说明有数据了。
select 代码
//客户端 #include <stdio.h> #include <arpa/inet.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <string.h> int main() { // 创建socket int fd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(fd == -1) { perror("socket"); return -1; } struct sockaddr_in seraddr; inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &seraddr.sin_addr.s_addr); seraddr.sin_family = AF_INET; seraddr.sin_port = htons(9999); // 连接服务器 int ret = connect(fd, (struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr)); if(ret == -1){ perror("connect"); return -1; } int num = 0; while(1) { char sendBuf[1024] = {0}; sprintf(sendBuf, "send data %d", num++); write(fd, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1); // 接收 int len = read(fd, sendBuf, sizeof(sendBuf)); if(len == -1) { perror("read"); return -1; }else if(len > 0) { printf("read buf = %s\n", sendBuf); } else { printf("服务器已经断开连接...\n"); break; } // sleep(1); usleep(1000); } close(fd); return 0; }
//服务端 #include <stdio.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/select.h> int main() { // 创建socket int lfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0); struct sockaddr_in saddr; saddr.sin_port = htons(9999); saddr.sin_family = AF_INET; saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // 绑定 bind(lfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)); // 监听 listen(lfd, 8); // 创建一个fd_set的集合,存放的是需要检测的文件描述符 fd_set rdset, tmp; //fd_set底层可以表示1024个文件描述符 FD_ZERO(&rdset); //初始化 FD_SET(lfd, &rdset); //添加需要监听的文件描述符 int maxfd = lfd; //定义最大文件描述符,作为参数传入select函数中 while(1) { tmp = rdset; //rdset这个不能变,因为内核再检测时,如果没有数据,就会将其变为0,因此,我们需要复制一份。 // 调用select系统函数,让内核帮检测哪些文件描述符有数据 int ret = select(maxfd + 1, &tmp, NULL, NULL, NULL); if(ret == -1) { perror("select"); exit(-1); } else if(ret == 0) { //这里不可能为0,因为设置了永久阻塞NULL,直到检测到文件描述符有数据变化 continue; } else if(ret > 0) { //ret只会返回文件描述符发生变化的个数,不知道具体哪个发生了变化,需要遍历查找 // 说明检测到了有文件描述符的对应的缓冲区的数据发生了改变 if(FD_ISSET(lfd, &tmp)) { //lfd为监听文件描述符 // 表示有新的客户端连接进来了 struct sockaddr_in cliaddr; int len = sizeof(cliaddr); int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len); // 将新的文件描述符加入到集合中,下一次select检测时,需要检测这些通信的文件描述符有没有数据 FD_SET(cfd, &rdset); // 更新最大的文件描述符 maxfd = maxfd > cfd ? maxfd : cfd; } //检测剩余文件描述符有没有数据变化,从lfd+1开始即可 for(int i = lfd + 1; i <= maxfd; i++) { if(FD_ISSET(i, &tmp)) { // 说明这个文件描述符对应的客户端发来了数据 char buf[1024] = {0}; int len = read(i, buf, sizeof(buf)); if(len == -1) { perror("read"); exit(-1); } else if(len == 0) { //说明客户端断开连接 printf("client closed...\n"); close(i); //关闭文件描述符 FD_CLR(i, &rdset); //fd_set中不在监测这个文件描述符 } else if(len > 0) { printf("read buf = %s\n", buf); write(i, buf, strlen(buf) + 1); } } } } } close(lfd); return 0; }
编译运行
再打开一个客户端:
服务端可以看出有新客户端进来了:
又连进来了新的客户端: