select函数分析
Select在Socket編程中還是比較重要的，可是對于初學Socket的人來說都不太愛用Select寫程序，他們只是習慣寫諸如connect、accept、recv或recvfrom這樣的阻塞程序（所謂阻塞方式block，顧名思義，就是進程或是線程執行到這些函數時必須等待某個事件的發生，如果事件沒有發生，進程或線程就被阻塞，函數不能立即返回）。可是使用Select就可以完成非阻塞（所謂非阻塞方式non-block，就是進程或線程執行此函數時不必非要等待事件的發生，一旦執行肯定返回，以返回值的不同來反映函數的執行情況，如果事件發生則與阻塞方式相同，若事件沒有發生則返回一個代碼來告知事件未發生，而進程或線程繼續執行，所以效率較高）方式工作的程序，它能夠監視我們需要監視的文件描述符的變化情況——讀寫或是異常。下面詳細介紹一下！
Select的函數格式(我所說的是Unix系統下的伯克利socket編程，和windows下的有區別，一會兒說明)：
int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout);
先說明兩個結構體：
第一，struct fd_set可以理解為一個集合，這個集合中存放的是文件描述符(file descriptor)，即文件句柄，這可以是我們所說的普通意義的文件，當然Unix下任何設備、管道、FIFO等都是文件形式，全部包括在內，所以毫無疑問一個socket就是一個文件，socket句柄就是一個文件描述符。fd_set集合可以通過一些宏由人為來操作，比如清空集合FD_ZERO(fd_set *)，將一個給定的文件描述符加入集合之中FD_SET(int ,fd_set *)，將一個給定的文件描述符從集合中刪除FD_CLR(int ,fd_set*)，檢查集合中指定的文件描述符是否可以讀寫FD_ISSET(int ,fd_set* )。一會兒舉例說明。
第二，struct timeval是一個大家常用的結構，用來代表時間值，有兩個成員，一個是秒數，另一個是毫秒數。
具體解釋select的參數：
int maxfdp是一個整數值，是指集合中所有文件描述符的范圍，即所有文件描述符的最大值加1，不能錯！在Windows中這個參數的值無所謂，可以設置不正確。
fd_set *readfds是指向fd_set結構的指針，這個集合中應該包括文件描述符，我們是要監視這些文件描述符的讀變化的，即我們關心是否可以從這些文件中讀取數據了，如果這個集合中有一個文件可讀，select就會返回一個大于0的值，表示有文件可讀，如果沒有可讀的文件，則根據timeout參數再判斷是否超時，若超出timeout的時間，select返回0，若發生錯誤返回負值。可以傳入NULL值，表示不關心任何文件的讀變化。
fd_set *writefds是指向fd_set結構的指針，這個集合中應該包括文件描述符，我們是要監視這些文件描述符的寫變化的，即我們關心是否可以向這些文件中寫入數據了，如果這個集合中有一個文件可寫，select就會返回一個大于0的值，表示有文件可寫，如果沒有可寫的文件，則根據timeout參數再判斷是否超時，若超出timeout的時間，select返回0，若發生錯誤返回負值。可以傳入NULL值，表示不關心任何文件的寫變化。
fd_set *errorfds同上面兩個參數的意圖，用來監視文件錯誤異常。
struct timeval* timeout是select的超時時間，這個參數至關重要，它可以使select處于三種狀態，第一，若將NULL以形參傳入，即不傳入時間結構，就是將select置于阻塞狀態，一定等到監視文件描述符集合中某個文件描述符發生變化為止；第二，若將時間值設為0秒0毫秒，就變成一個純粹的非阻塞函數，不管文件描述符是否有變化，都立刻返回繼續執行，文件無變化返回0，有變化返回一個正值；第三，timeout的值大于0，這就是等待的超時時間，即select在timeout時間內阻塞，超時時間之內有事件到來就返回了，否則在超時后不管怎樣一定返回，返回值同上述。
返回值：
負值：select錯誤 正值：某些文件可讀寫或出錯 0：等待超時，沒有可讀寫或錯誤的文件
在有了select后可以寫出像樣的網絡程序來！舉個簡單的例子，就是從網絡上接受數據寫入一個文件中。
例子：
main()
{
int sock;
FILE *fp;
struct fd_set fds;
struct timeval timeout={3,0}; //select等待3秒，3秒輪詢，要非阻塞就置0
char buffer[256]={0}; //256字節的接收緩沖區
/* 假定已經建立UDP連接，具體過程不寫，簡單，當然TCP也同理，主機ip和port都已經給定，要寫的文件已經打開
sock=socket(...);
bind(...);
fp=fopen(...); */
while(1)
{
FD_ZERO(&fds); //每次循環都要清空集合，否則不能檢測描述符變化
FD_SET(sock,&fds); //添加描述符
FD_SET(fp,&fds); //同上
maxfdp=sock>fp?sock+1:fp+1; //描述符最大值加1
switch(select(maxfdp,&fds,&fds,NULL,&timeout)) //select使用
{
case -1: exit(-1);break; //select錯誤，退出程序
case 0:break; //再次輪詢
default:
if(FD_ISSET(sock,&fds)) //測試sock是否可讀，即是否網絡上有數據
{
recvfrom(sock,buffer,256,.....);//接受網絡數據
if(FD_ISSET(fp,&fds)) //測試文件是否可寫
fwrite(fp,buffer...);//寫入文件
buffer清空;
}// end if break;
}// end switch
}//end while
}//end main
參考資料：http://cuijinbird.blogchina.com/cuijinbird/1921117.html?
Part 2:
select()的機制中提供一fd_set的數據結構，實際上是一long類型的數組，每一個數組元素都能與一打開的文件句柄（不管是Socket句柄,還是其他
文件或命名管道或設備句柄）建立聯系，建立聯系的工作由程序員完成，
當調用select()時，由內核根據IO狀態修改fd_set的內容，由此來通知執
行了select()的進程哪一Socket或文件可讀，下面具體解釋：
#include <sys/types.h>
#include <sys/times.h>
#include <sys/select.h>
int select(nfds, readfds, writefds, exceptfds, timeout)
int nfds;
fd_set *readfds, *writefds, *exceptfds;
struct timeval *timeout;
ndfs：select監視的文件句柄數，視進程中打開的文件數而定,一般設為呢要監視各文件
中的最大文件號加一。
readfds：select監視的可讀文件句柄集合。
writefds: select監視的可寫文件句柄集合。
exceptfds：select監視的異常文件句柄集合。
timeout：本次select()的超時結束時間。（見/usr/sys/select.h，
可精確至百萬分之一秒！）
當readfds或writefds中映象的文件可讀或可寫或超時，本次select()
就結束返回。程序員利用一組系統提供的宏在select()結束時便可判
斷哪一文件可讀或可寫。對Socket編程特別有用的就是readfds。
幾只相關的宏解釋如下：
FD_ZERO(fd_set *fdset)：清空fdset與所有文件句柄的聯系。
FD_SET(int fd, fd_set *fdset)：建立文件句柄fd與fdset的聯系。
FD_CLR(int fd, fd_set *fdset)：清除文件句柄fd與fdset的聯系。
FD_ISSET(int fd, fdset *fdset)：檢查fdset聯系的文件句柄fd是否
可讀寫，>0表示可讀寫。
（關于fd_set及相關宏的定義見/usr/include/sys/types.h）
這樣，你的socket只需在有東東讀的時候才讀入，大致如下：
...
int sockfd;
fd_set fdR;
struct timeval timeout = ..;
...
for(;;) {
FD_ZERO(&fdR);
FD_SET(sockfd, &fdR);
switch (select(sockfd + 1, &fdR, NULL, &timeout)) {
case -1:
error handled by u;
case 0:
timeout hanled by u;
default:
if (FD_ISSET(sockfd)) {
now u read or recv something;
/* if sockfd is father and
server socket, u can now
accept() */
}
}
}
所以一個FD_ISSET(sockfd)就相當通知了sockfd可讀。
至于struct timeval在此的功能，請man select。不同的timeval設置
使使select()表現出超時結束、無超時阻塞和輪詢三種特性。由于
timeval可精確至百萬分之一秒，所以Windows的SetTimer()根本不算
什么。你可以用select()做一個超級時鐘。
FD_ACCEPT的實現？依然如上，因為客戶方socket請求連接時，會發送
連接請求報文，此時select()當然會結束，FD_ISSET(sockfd)當然大
于零，因為有報文可讀嘛！至于這方面的應用，主要在于服務方的父
Socket，你若不喜歡主動accept()，可改為如上機制來accept()。
至于FD_CLOSE的實現及處理，頗費了一堆cpu處理時間，未完待續。
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討論關于利用select()檢測對方Socket關閉的問題：
仍然是本地Socket有東東可讀，因為對方Socket關閉時，會發一個關閉連接
通知報文，會馬上被select()檢測到的。關于TCP的連接（三次握手）和關
閉（二次握手）機制，敬請參考有關TCP/IP的書籍。
不知是什么原因，UNIX好象沒有提供通知進程關于Socket或Pipe對方關閉的
信號，也可能是cpu所知有限。總之，當對方關閉，一執行recv()或read()，
馬上回返回-1，此時全局變量errno的值是115，相應的sys_errlist[errno]
為"Connect refused"（請參考/usr/include/sys/errno.h）。所以，在上
篇的for(;;)...select()程序塊中，當有東西可讀時，一定要檢查recv()或
read()的返回值，返回-1時要作出關斷本地Socket的處理，否則select()會
一直認為有東西讀，其結果曾幾令cpu傷心欲斷針腳。不信你可以試試：不檢
查recv()返回結果，且將收到的東東（實際沒收到）寫至標準輸出...
在有名管道的編程中也有類似問題出現。具體處理詳見拙作：發布一個有用
的Socket客戶方原碼。
至于主動寫Socket時對方突然關閉的處理則可以簡單地捕捉信號SIGPIPE并作
出相應關斷本地Socket等等的處理。SIGPIPE的解釋是：寫入無讀者方的管道。
在此不作贅述，請詳man signal。
以上是cpu在作tcp/ip數據傳輸實驗積累的經驗，若有錯漏，請狂炮擊之。
唉，昨天在hacker區被一幫孫子轟得差點兒沒短路。ren cpu(奔騰的心) z80
補充關于select在異步(非阻塞)connect中的應用,剛開始搞socket編程的時候
我一直都用阻塞式的connect,非阻塞connect的問題是由于當時搞proxy scan
而提出的呵呵
通過在網上與網友們的交流及查找相關FAQ,總算知道了怎么解決這一問題.同樣
用select可以很好地解決這一問題.大致過程是這樣的:
1.將打開的socket設為非阻塞的,可以用fcntl(socket, F_SETFL, O_NDELAY)完
成(有的系統用FNEDLAY也可).
2.發connect調用,這時返回-1,但是errno被設為EINPROGRESS,意即connect仍舊
在進行還沒有完成.
3.將打開的socket設進被監視的可寫(注意不是可讀)文件集合用select進行監視,
如果可寫,用
getsockopt(socket, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &error, sizeof(int));
來得到error的值,如果為零,則connect成功.
在許多unix版本的proxyscan程序你都可以看到類似的過程,另外在solaris精華
區->編程技巧中有一個通用的帶超時參數的connect模塊.
?
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的select函数分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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