细谈select函数（C语言）

1、介绍

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。

select的函数格式：

int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval*timeout);

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* ) 。

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，另一个是微秒数。

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：返回状态发生变化的描述符总数。
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

2、例程

例程1

读取键盘输入值，超时间隔2.5秒，输出用户输入的字符个数。

#include <sys/types.h> 
#include <sys/time.h> 
#include <stdio.h> 
#include <fcntl.h> 
#include <sys/ioctl.h> 
#include <unistd.h> 

int main() 
{ 
    char buffer[128]; 
    int result, nread; 
    fd_set inputs, testfds; 
    struct timeval timeout; 
    FD_ZERO(&inputs);//用select函数之前先把集合清零  
    FD_SET(0,&inputs);//把要检测的句柄——标准输入（0），加入到集合里。
    while(1) 
    {
    	// 每监听完一轮就要对结构体重新赋值，指定监听对象
       testfds = inputs;
       // 每监听完一轮就要对计时结构体重新赋值，每一轮监听后计时结构体被清0
       timeout.tv_sec = 2; 
       timeout.tv_usec = 500000; 
       result = select(FD_SETSIZE, &testfds, (fd_set *)0, (fd_set *)0, &timeout); 
       switch(result) 
       { 
       case 0: 
           printf("timeout/n"); 
	       break;
	   case -1: 
           perror("select"); 
           exit(1); 
       default: 
           if(FD_ISSET(0,&testfds)) 
           { 
               ioctl(0,FIONREAD,&nread);//取得从键盘输入字符的个数，包括回车。 
               if(nread == 0) 
               { 
                  printf("keyboard done/n"); 
                  exit(0); 
               } 
               nread = read(0,buffer,nread); 
               buffer[nread] = 0; 
               printf("read %d from keyboard: %s", nread, buffer); 
         } 
         break; 
      } 
   } 
   return 0;
} 

例程2

服务器端

#include <sys/types.h> 
#include <sys/socket.h> 
#include <stdio.h> 
#include <netinet/in.h> 
#include <sys/time.h> 
#include <sys/ioctl.h> 
#include <unistd.h> 

int main() 
{ 
	int server_sockfd, client_sockfd; 
	int server_len, client_len; 
	struct sockaddr_in server_address; 
	struct sockaddr_in client_address; 
	int result; 
	fd_set readfds, testfds; 
	server_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//建立服务器端socket 
	server_address.sin_family = AF_INET; 
	server_address.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); 
	server_address.sin_port = htons(9734); 
	server_len = sizeof(server_address); 
	bind(server_sockfd, (struct sockaddr *)&server_address, server_len); 
	listen(server_sockfd, 5); 
	FD_ZERO(&readfds); 
	FD_SET(server_sockfd, &readfds);//将服务器端socket加入到集合中
	while(1) 
	{
		char ch;                
		int fd; 
		int nread; 
		testfds = readfds; 
		printf("server waiting/n"); 

		/*无限期阻塞，并测试文件描述符变动 */
		result = select(FD_SETSIZE, &testfds, (fd_set *)0,(fd_set *)0, (struct timeval *) 0); 
		if(result < 1) 
		{ 
			perror("server5"); 
			exit(1); 
		} 

		/*扫描所有的文件描述符*/
		for(fd = 0; fd < FD_SETSIZE; fd++) 
		{
			/*找到相关文件描述符*/
			if(FD_ISSET(fd,&testfds)) 
			{ 
		     	        /*判断是否为服务器套接字，是则表示为客户请求连接。*/
				if(fd == server_sockfd) 
				{ 
					client_len = sizeof(client_address); 
					client_sockfd = accept(server_sockfd, 
					(struct sockaddr *)&client_address, &client_len); 
					FD_SET(client_sockfd, &readfds);//将客户端socket加入到集合中
					printf("adding client on fd %d/n", client_sockfd); 
				} 

				/*客户端socket中有数据请求时*/
				else 
				{                                          
					ioctl(fd, FIONREAD, &nread);//取得数据量交给nread
					
					/*客户数据请求完毕，关闭套接字，从集合中清除相应描述符 */
					if(nread == 0) 
					{ 
						close(fd); 
						FD_CLR(fd, &readfds); 
						printf("removing client on fd %d/n", fd); 
					} 

					/*处理客户数据请求*/
					else 
					{ 
						read(fd, &ch, 1); 
						sleep(5); 
						printf("serving client on fd %d/n", fd); 
						ch++; 
						write(fd, &ch, 1); 
					} 
				} 
			} 
		} 
	} 
} 

客户端

#include <sys/types.h> 
#include <sys/socket.h> 
#include <stdio.h> 
#include <netinet/in.h>                                                                    
#include <arpa/inet.h> 
#include <unistd.h> 

int main() 
{ 
    int client_sockfd; 
    int len; 
    struct sockaddr_in address;//服务器端网络地址结构体                                           
     int result; 
    char ch = 'A'; 
    client_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//建立客户端socket                               
    address.sin_family = AF_INET; 
    address.sin_addr.s_addr = inet_addr(“127.0.0.1”);             
    address.sin_port = 9734; 
    len = sizeof(address); 
    result = connect(client_sockfd, (struct sockaddr *)&address, len); 
    if(result == -1) 
    { 
         perror("oops: client2"); 
         exit(1); 
    } 
    write(client_sockfd, &ch, 1); 
    read(client_sockfd, &ch, 1); 
    printf("char from server = %c/n", ch); 
    close(client_sockfd); 
    zexit(0); 
}