select()函数详解

//在linux/posix_types.h头文件中有这样的声明：#define __FD_SETSIZE 1024
// 返回值：做好准备的文件描述符的个数，超时为0，错误为-1.
// int maxfdp是一个整数值，是指集合中所有的文件描述符的范围，即所有的文件描述符的最大值加1，不能错。

// fd_set *readfds是指向fd_set结构的指针，是我们关心的，是否可以从这些文件中读取数据的集合，
//若有大于等于一个可读文件，则select会返回大于0的值。若无，则根据timeout判断。

// timeout==NULL 等待无限长时间即select处于阻塞状态。等待可以被一个信号中断。
//当有一个描述符做好了准备或者是捕获到了一个信号函数会返回。如果捕获到一个信号，select函数将返回-1，并将变量errno设置为EINTR。

// timeout->tv_sec=0&&timeout->tv_usec=0不等待，直接返回。加入到描述符集的描述符都会被测试，
//并且返回满足要求的描述符的个数，这种方法通过轮询，无阻塞地获得了多个文件描述符的状态。

//timeout->tv_sec != 0 || timeout->tv_usec != 0等待指定的时间，当有描述符符合条件或者是超过时间的话，函数返回。
//在超时时间即将用完，但是有没有描述符符合条件的话，返回0。对于第一种情况，等待也会被信号中断。 
#include <sys/select.h>   
    int select(int maxfdp1, fd_set *readset, fd_set *writeset, fd_set *exceptset,struct timeval *timeout);
struct timeval{    
    long tv_sec;//秒
    long tv_usec;//微秒
}

在Linux中，我们可以使用select函数实现I/O端口的复用，传递给select函数的参数会告诉内核：

• 我们关心的文件描述符
• 对每个描述符，我们关心这个描述符上的什么状态（读还是写还是异常）。
• 我们要等待多长的时间(无限长/一段时间/不等待)。
  从select返回以后，内核会告诉我们以下信息：
• 对我们的要求已经做好准备的描述符的个数。
• 对于三种条件哪些描述符已经做好准备。(读，写，异常)
  有了这些信息之后，我们就可以调用合适的I/O函数（通常是read或者是write），并且这些函数不会再阻塞。

---

一个文件描述集保存在fd_set类型当中，fd_set类型变量的每一位代表了一个描述符。我们也可以认为它只是由一个很多二进制位构成的数组。

fd_set类型

对于fd_set类型，我们所能做的就是声明一个变量，为变量赋一个同种类型的变量的值，或者是使用一下几个宏来控制它：

#include <sys/select.h>
int FD_ZERO(fd_set *fdset);//将一个fd_set类型变量的所有位都设置为0。
int FD_CLR(int fd,fd_set *fdset);//将变量的某个位清零
int FD_SET(int fd,fd_set *fdset);//将变量的某一位置零
int FD_ISSET(int fd,fd_set *fdset);//测试某个位是否被置位。
/*例如*/
fd_set rset;
int fd;
FD_ZERO(&rset);
FD_SET(fd,&rset);
FD_SET(stdin，&rset);
//在select返回之后，可以使用FD_ISSET(fd,&rset)测试给定的位置是否置位。
if(FD_ISSET(fd,&rset))
{......}

---

理解select模型：

• 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。
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）。

---

基本原理