异步套接字基础:select函数以及FD_ZERO、FD_SET、FD_CLR、FD_ISSET

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Linux系统Select函数

Linux系统Select函数

linux中select()函数分析Part 1: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(filedescriptor),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* )。

poll和select

poll和select

详述socket编程之select()和poll()函数select()函数和poll()函数均是主要用来处理多路I/O复用的情况。

比如一个服务器既想等待输入终端到来,又想等待若干个套接字有客户请求到达,这时候就需要借助select或者poll函数了。

(一)select()函数、原型如下:1int select(int fdsp1, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *errorfds, const struct timeval *timeout);各个参数含义如下:int fdsp1:最大描述符值+ 1fd_set *readfds:对可读感兴趣的描述符集fd_set *writefds:对可写感兴趣的描述符集fd_set *errorfds:对出错感兴趣的描述符集struct timeval *timeout:超时时间select函数会在发生以下情况时返回:1readfds集合中有描述符可读2writefds集合中有描述符可写3errorfds集合中有描述符遇到错误条件指定的超时时间timeout到了过去,一个fd_set通常只能包含<32的fd(文件描述字),因为fd_set其实只用了一个32位矢量来表示fd;现在,UNIX系统通常会在头文件中定义常量FD_SETSIZE,它是数据类型fd_set的描述字数量,其值通常是1024,这样就能表示<1024的fd问题2:当select返回的时候,如何知道是哪个fd发生变化了,fs_set各个位发生了什么变化?当select返回的时候,rset位都将被置0,除了那些有变化的fd位..假设有两个文件描述符,值分别是7和9,被放在readfds中。

当select()返回时,如果7仍然在set中,则这个文件描述符已经准备好被读取而不会阻塞。

如果9已经不在set中,则读取它将可能会阻塞(我说可能是因为数据可能正好在select返回后就可用,这种情况下,下一次调用select()将返回文件描述符准备好读取)。

异步套接字基础

异步套接字基础

select函数:系统提供select函数来实现多路复用输入/输出模型。

原型:#include sys/time.h>#include unistd.h>int select(int maxfd,fd_set *rdset,fd_set *wrset,fd_set *exset,struct timeval *timeout);参数maxfd是需要监视的最大的文件描述符值+1;rdset,wrset,exset分别对应于需要检测的可读文件描述符的集合,可写文件描述符的集合及异常文件描述符的集合。

struct timeval结构用于描述一段时间长度,如果在这个时间内,需要监视的描述符没有事件发生则函数返回,返回值为0。

FD_ZERO,FD_SET,FD_CLR,FD_ISSET:参数maxfd是需要监视的最大的文件描述符值+1;rdset,wrset,exset分别对应于需要检测的可读文件描述符的集合,可写文件描述符的集合及异常文件描述符的集合。

struct timeval结构用于描述一段时间长度,如果在这个时间内,需要监视的描述符没有事件发生则函数返回,返回值为0。

FD_ZERO(fd_set *fdset);将指定的文件描述符集清空,在对文件描述符集合进行设置前,必须对其进行初始化,如果不清空,由于在系统分配内存空间后,通常并不作清空处理,所以结果是不可知的。

FD_SET(int fd,fd_set *fdset);用于在文件描述符集合中增加一个新的文件描述符。

FD_CLR(int fd,fd_set *fdset);用于在文件描述符集合中删除一个文件描述符。

FD_ISSET(int fd,fd_set *fdset);用于测试指定的文件描述符是否在该集合中。

struct timeval结构:struct timeval{long tv_sec;//secondlong tv_usec;//minisecond}timeout设置情况:null:select将一直被阻塞,直到某个文件描述符上发生了事件。

select函数例程 -回复

select函数例程 -回复

select函数例程-回复什么是select函数?如何使用它进行多路复用?在计算机编程中,特别是在网络编程中,select函数是一种用于多路复用的系统调用函数。

它可以同时监视多个文件描述符的可读、可写和异常状态,用于实现I/O复用。

通过使用select函数,程序能够在任意一个文件描述符就绪时进行操作,而不需要阻塞等待每个文件描述符。

简单来说,select函数能够让程序同时监视多个文件描述符,并在其中任何一个就绪时进行相应的操作。

那么,如何使用select函数进行多路复用呢?下面我们一步一步来回答这个问题。

首先,程序需要声明并初始化一个fd_set类型的结构体变量,用于保存要监视的文件描述符。

fd_set是一个bit类型数组,用来表示一组文件描述符。

fd_set rset;FD_ZERO(&rset);上述代码片段中,我们首先声明了一个rset的变量,并用FD_ZERO宏对其进行初始化。

FD_ZERO的作用是将rset中的所有位初始化为0,这样我们就可以在后续的操作中将要监视的文件描述符添加到rset中。

接下来,我们需要将要监视的文件描述符添加到rset中,可以使用FD_SET 宏。

FD_SET的作用是将指定的文件描述符对应的位设置为1。

int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);FD_SET(sockfd, &rset);上述代码片段中,我们首先创建了一个套接字文件描述符sockfd,并将其传递给FD_SET宏,将该文件描述符添加到rset中。

在添加完所有要监视的文件描述符后,我们还需要记录最大的文件描述符,以便在之后的select调用中指定其范围。

int maxfd = sockfd;接下来,我们需要使用select函数进行多路复用的操作。

select函数的原型如下:int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set*exceptfds, struct timeval *timeout);其中,nfds参数是监视的最大文件描述符加1,readfds、writefds、exceptfds参数是指向可读文件描述符、可写文件描述符和异常文件描述符的fd_set指针,timeout参数是指定超时时间的结构体指针。

Windows网络编程系列教程之Select模型

Windows网络编程系列教程之Select模型

Windows网络编程系列教程之Select模型讲一下套接字模式和套接字I/O模型的区别。

先说明一下,只针对Winsock,如果你要骨头里挑鸡蛋把UNIX下的套接字概念来往这里套,那就不关我的事。

套接字模式:阻塞套接字和非阻塞套接字。

或者叫同步套接字和异步套接字。

套接字模型:描述如何对套接字的I/O行为进行管理。

Winsock提供的I/O模型一共有五种:select,WSAAsyncSelect,WSAEventSelect,Overlapped,Completion。

今天先讲解select。

1:select模型(选择模型)先看一下下面的这句代码:int iResult = recv(s, buffer,1024);这是用来接收数据的,在默认的阻塞模式下的套接字里,recv会阻塞在那里,直到套接字连接上有数据可读,把数据读到buffer里后recv函数才会返回,不然就会一直阻塞在那里。

在单线程的程序里出现这种情况会导致主线程(单线程程序里只有一个默认的主线程)被阻塞,这样整个程序被锁死在这里,如果永远没数据发送过来,那么程序就会被永远锁死。

这个问题可以用多线程解决,但是在有多个套接字连接的情况下,这不是一个好的选择,扩展性很差。

Select模型就是为了解决这个问题而出现的。

再看代码:int iResult = ioctlsocket(s, FIOBIO, (unsigned long *)&ul);iResult = recv(s, buffer,1024);这一次recv的调用不管套接字连接上有没有数据可以接收都会马上返回。

原因就在于我们用ioctlsocket把套接字设置为非阻塞模式了。

不过你跟踪一下就会发现,在没有数据的情况下,recv确实是马上返回了,但是也返回了一个错误:WSAEWOULDBLOCK,意思就是请求的操作没有成功完成。

看到这里很多人可能会说,那么就重复调用recv并检查返回值,直到成功为止,但是这样做效率很成问题,开销太大。

Linux中select函数学习及实例笔记

Linux中select函数学习及实例笔记

Linux中select函数学习及实例笔记Unix中的函数select和poll用来,支持Unix中I/O复用的功能,在Unix中I/O模型可以分为以一几种:(1)阻塞I/O(2)非阻塞I/O(3)I/O复用(select和poll)(4)信号驱动I/O(SIGIO)(5)异步I/O其中,现在比较流行的I/O模型是阻塞I/O模型.阻塞I/O是当应用程序和内核交换数据时,由于内核还没有准备好数据,那么应用程序必须进行阻塞,不能继续执行,直到内核的数据准备好!应用程序取到数据返回后,阻塞过程结束!但返回的结果也并不一定是正确的!这里只是举一个简单的例子!也许情况会更加的复杂!非阻塞I/O,例如在和内核交换数据时,如果内核的数据没有准备好,那么应用程序不会一真等待,会有一个返回信息,以判断是那里出了问题!这样有助于确认是在那个阶段出了问题!I/O复用,我们就可以调用系统调用select和poll!在这两个系统调用中的某一个阻塞,而不是真正的阻塞I/O系统调用!下面主要介绍I/O复用中的select函数!select函数可以指示内核等待多个事件中的任一个发生,仅在一个或多个事件发生,或者等待一个足够的时间后才唤醒进程!select函数的原型如下:#include <sys/types.h>#include<sys/time.h>int select (int maxfdp1,fd_set *readset,fd_set * writeset,fd_set excpetset,const struct timeval *timeout);返回值:准备好的描述符的正数目 0---超时 -1---出错!其中最后一个参数是一个结构体的指针,它表示等待内核中的一组描述符任一个准备好需要花费多久的时间!其中timeval指定了秒数和微秒数。

struct timeval{long tv_sec;//秒数long tv_usec;//微秒数};将 timeout设置为空指针时,会永远等待下去,等待固定的时间:如果timeout指向的timeval中的具体的值时,会等待一个固定的时间,不等待立刻返回,这时timeval中的tv_sec和tv_usec为0.select有三个可能的返回值。

select函数及fd_set介绍

select函数及fd_set介绍

select函数及fd_set介绍1. select函数1. ⽤途在编程的过程中,经常会遇到许多阻塞的函数,好像read和⽹络编程时使⽤的recv, recvfrom函数都是阻塞的函数,当函数不能成功执⾏的时候,程序就会⼀直阻塞在这⾥,⽆法执⾏下⾯的代码。

这时就需要⽤到⾮阻塞的编程⽅式,使⽤select函数就可以实现⾮阻塞编程。

select函数是⼀个轮循函数,循环询问⽂件节点,可设置超时时间,超时时间到了就跳过代码继续往下执⾏。

2. ⼤致原理select需要驱动程序的⽀持,驱动程序实现fops内的poll函数。

select通过每个设备⽂件对应的poll函数提供的信息判断当前是否有资源可⽤(如可读或写),如果有的话则返回可⽤资源的⽂件描述符个数,没有的话则睡眠,等待有资源变为可⽤时再被唤醒继续执⾏。

详细的原理请看3. 函数定义该函数声明如下int select(int nfds, fd_set* readset, fd_set* writeset, fe_set* exceptset, struct timeval* timeout);参数:nfds 需要检查的⽂件描述字个数readset ⽤来检查可读性的⼀组⽂件描述字。

writeset ⽤来检查可写性的⼀组⽂件描述字。

exceptset ⽤来检查是否有异常条件出现的⽂件描述字。

(注:错误不包括在异常条件之内)timeout 超时,填NULL为阻塞,填0为⾮阻塞,其他为⼀段超时时间返回值:返回fd的总数,错误时返回SOCKET_ERROR2. fd_set结构体上⾯select函数中需要⽤到两个fd_set形参,这个结构体到底做什么⽤的呢fd_set其实这是⼀个数组的宏定义,实际上是⼀long类型的数组,每⼀个数组元素都能与⼀打开的⽂件句柄(socket、⽂件、管道、设备等)建⽴联系,建⽴联系的⼯作由程序员完成,当调⽤select()时,由内核根据IO状态修改fd_set的内容,由此来通知执⾏了select()的进程哪个句柄可读。

socketselect函数的详细讲解

socketselect函数的详细讲解

socketselect函数的详细讲解s原型int select(int ,fd_set* ,fd_set* ,fd_set* ,const struct timeval*);nfds:本参数忽略,仅起到兼容作⽤。

readfds:(可选)指针,指向⼀组等待可读性检查的套接⼝。

writefds:(可选)指针,指向⼀组等待可写性检查的套接⼝。

exceptfds:(可选)指针,指向⼀组等待错误检查的套接⼝。

timeout:select()最多等待时间,对阻塞操作则为NULL。

timeout为结构timeval,⽤来设置select()的等待时间,其结构定义如下struct timeval{time_t tv_sec; //second 秒time_t tv_usec; //microsecond 微妙};注释:本函数⽤于确定⼀个或多个套接⼝的状态。

对每⼀个套接⼝,调⽤者可查询它的可读性、可写性及错误状态信息。

⽤fd_set结构来表⽰⼀组等待检查的套接⼝。

在调⽤返回时,这个结构存有满⾜⼀定条件的套接⼝组的⼦集,并且select()返回满⾜条件的套接⼝的数⽬。

有⼀组宏可⽤于对fd_set的操作,这些宏与Berkeley Unix软件中的兼容,但内部的表达是完全不同的。

readfds参数标识等待可读性检查的套接⼝。

如果该套接⼝正处于监听listen()状态,则若有连接请求到达,该套接⼝便被标识为可读,这样⼀个accept()调⽤保证可以⽆阻塞完成。

对其他套接⼝⽽⾔,可读性意味着有排队数据供读取。

或者对于SOCK_STREAM类型套接⼝来说,相对于该套接⼝的虚套接⼝已关闭,于是recv()或recvfrom()操作均能⽆阻塞完成。

如果虚电路被“优雅地”中⽌,则recv()不读取数据⽴即返回;如果虚电路被强制复位,则recv()将以WSAECONNRESET错误⽴即返回。

如果SO_OOBINLINE选项被设置,则将检查带外数据是否存在(参见setsockopt())。

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异步套接字基础:select函数以及FD_ZERO、FD_SET、FD_CLR、FD_ISSET.txt41滴水能穿石,只因为它永远打击同一点。

42火柴如果躲避燃烧的痛苦,它的一生都将黯淡无光。

select 函数:
系统提供select函数来实现多路复用输入/输出模型。

原型:
#include sys/time.h>
#include unistd.h>
select函数:
系统提供select函数来实现多路复用输入/输出模型。

原型:
#include sys/time.h>
#include unistd.h>
int select(int maxfd,fd_set *rdset,fd_set *wrset,fd_set *exset,struct timeval *timeout);
参数maxfd是需要监视的最大的文件描述符值+1;rdset,wrset,exset分别对应于需要检测的可读文件描述符的集合,可写文件描述符的集合及异常文件描述符的集合。

struct timeval结构用于描述一段时间长度,如果在这个时间内,需要监视的描述符没有事件发生则函数返回,返回值为0。

FD_ZERO,FD_SET,FD_CLR,FD_ISSET: 参数maxfd是需要监视的最大的文件描述符值+1;rdset,wrset,exset分别对应于需要检测的可读文件描述符的集合,可写文件描述符的集合及异常文件描述符的集合。

struct timeval结构用于描述一段时间长度,如果在这个时间内,需要监视的描述符没有事件发生则函数返回,返回值为0。

FD_ZERO,FD_SET,FD_CLR,FD_ISSET:
FD_ZERO(fd_set *fdset);将指定的文件描述符集清空,在对文件描述符集合进行设置前,必须对其进行初始化,如果不清空,由于在系统分配内存空间后,通常并不作清空处理,所以结果是不可知的。

FD_SET(fd_set *fdset);用于在文件描述符集合中增加一个新的文件描述符。

FD_CLR(fd_set *fdset);用于在文件描述符集合中删除一个文件描述符。

FD_ISSET(int fd,fd_set *fdset);用于测试指定的文件描述符是否在该集合中。

struct timeval结构:
struct timeval{
long tv_sec;//second
long tv_usec;//minisecond
}
timeout设置情况:
null:select将一直被阻塞,直到某个文件描述符上发生了事件。

0:仅检测描述符集合的状态,然后立即返回,并不等待外部事件的发生。

特定的时间值:如果在指定的时间段里没有事件发生,select将超时返回。

--
('fd_set') 是一组文件描述符(fd)的集合。

由于fd_set类型的长度在不同平台上不同,因此应该用一组标准的宏定义来处理此类变量:
fd_set set; FD_ZERO(&set); /* 将set清零 */ FD_SET(fd, &set); /* 将fd加入set */ FD_CLR(fd, &set); /* 将fd从set中清除 */ FD_ISSET(fd, &set); /* 如果fd在set中则真*/
在过去,一个fd_set通常只能包含少于等于32个文件描述符,因为fd_set其实只用了一个int的比特矢量来实现,在大多数情况下,检查 fd_set能包括任意值的文件描述符是系
统的责任,但确定你的fd_set到底能放多少有时你应该检查/修改宏FD_SETSIZE的值。

*这个值是系统相关的*,同时检查你的系统中的select() 的man手册。

有一些系统对多于1024个文件描述符的支持有问题。

多路复用的方式是真正实用的服务器程序,非多路复用的网络程序只能作为学习或着陪测的角色。

本文说下个人
接触过的多路复用函数:select/poll/epoll/port。

kqueue的*nix系统没接触过,估计熟悉了上面
四种,kqueue也只是需要熟悉一下而已。

一、select模型
select原型: int select(int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
其中参数n表示监控的所有fd中最大值+1。

和select模型紧密结合的四个宏,含义不解释了:
FD_CLR(int fd, fd_set *set);
FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
FD_SET(int fd, fd_set *set);
FD_ZERO(fd_set *set);
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。

本人对调整fd_set的大小不太感兴趣,参考 /CppExplore/archive/2008/03/21/45061.html中的模型2(1)可以有效突破select可监控的文件描述符上限。

(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)。

下面给一个伪码说明基本select模型的服务器模型:
array[slect_len];
nSock=0;
array[nSock++]=listen_fd;(之前listen port已绑定并listen)
maxfd=listen_fd;
while{
FD_ZERO(&set);
foreach (fd in array)
{
fd大于maxfd,则maxfd=fd
FD_SET(fd,&set)
}
res=select(maxfd+1,&set,0,0,0);
if(FD_ISSET(listen_fd,&set))
{
newfd=accept(listen_fd);
array[nsock++]=newfd;
if(--res=0) continue
}
foreach 下标1开始 (fd in array)
{
if(FD_ISSET(fd,&set))
执行读等相关操作
如果错误或者关闭,则要删除该fd,将array中相应位置和最后一个元素互换就好,nsock减一
if(--res=0) continue
}
}。

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