阅读本文前，请先参考： select,poll,epoll区别
select用法
#include <sys/time.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h>
#include <sys/select.h>
int select(int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
int pselect(int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, const struct timespec *timeout, const sigset_t *sigmask);
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);
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* )。一会儿举例说明。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，另一个是毫秒数。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：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在有了select后可以写出像样的网络程序来！举个简单的例子，就是从网络上接受数据写入一个文件中。例子： main() { int sock; FILE *fp; struct fd_set fds; struct timeval timeout={3,0}; //select等待3秒，3秒轮询，要非阻塞就置0 char buffer[256]={0}; //256字节的接收缓冲区 /* 假定已经建立UDP连接，具体过程不写，简单，当然TCP也同理，主机ip和port都已经给定，要写的文件已经打开 sock=socket(...); bind(...); fp=fopen(...); */ while(1) { FD_ZERO(&fds); //每次循环都要清空集合，否则不能检测描述符变化 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错误，退出程序 case 0:break; //再次轮询 default: if(FD_ISSET(sock,&fds)) //测试sock是否可读，即是否网络上有数据 { recvfrom(sock,buffer,256,.....);//接受网络数据 if(FD_ISSET(fp,&fds)) //测试文件是否可写 fwrite(fp,buffer...);//写入文件 buffer清空; }// end if break; }// end switch }//end while }//end main
poll用法
#include <sys/poll.h>
int poll(struct pollfd *ufds, unsigned int nfds, int timeout);
struct pollfd { int fd; /* file descriptor */ short events; /* requested events */ short revents; /* returned events */ };
poll ()接受一个指向结构'struct pollfd'列表的指针，其中包括了你想测试的文件描述符和事件。事件由一个在结构中事件域的比特掩码确定。当前 的结构在调用后将被填写并在事件发生后返回。在SVR4(可能更早的一些版本)中的 "poll.h"文件中包含了用于确定事件的一些宏定义。事件的等待 时间精确到毫秒 (但令人困惑的是等待时间的类型却是int)，当等待时间为0时，poll()函数立即返回，-1则使poll()一直挂起直到一个指定 事件发生。下面是pollfd的结构。 struct pollfd { int fd; /* 文件描述符 */ short events; /* 等待的事件 */ short revents; /* 实际发生了的事件 */ }; 于select()十分相似，当返回正值时，代表满足响应事件的文件描述符的个数，如果返回0则代表在规定事件内没有事件发生。如发现返回为负则应该立即查看 errno，因为这代表有错误发生。 如果没有事件发生，revents会被清空，所以你不必多此一举。 这里是一个例子 /* 检测两个文件描述符，分别为一般数据和高优先数据。如果事件发生 则用相关描述符和优先度调用函数handler()，无时间限制等待，直到 错误发生或描述符挂起。*/ #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <stropts.h> #include <poll.h> #include <unistd.h> #include <errno.h> #include <string.h> #define NORMAL_DATA 1 #define HIPRI_DATA 2 int poll_two_normal(int fd1,int fd2) { struct pollfd poll_list[2]; int retval; poll_list[0].fd = fd1; poll_list[1].fd = fd2; poll_list[0].events = POLLIN|POLLPRI; poll_list[1].events = POLLIN|POLLPRI; while(1) { retval = poll(poll_list,(unsigned long)2,-1); /* retval 总是大于0或为-1，因为我们在阻塞中工作 */ if(retval < 0) { fprintf(stderr,"poll错误: %s/n",strerror(errno)); return -1; } if(((poll_list[0].revents&POLLHUP) == POLLHUP) || ((poll_list[0].revents&POLLERR) == POLLERR) || ((poll_list[0].revents&POLLNVAL) == POLLNVAL) || ((poll_list[1].revents&POLLHUP) == POLLHUP) || ((poll_list[1].revents&POLLERR) == POLLERR) || ((poll_list[1].revents&POLLNVAL) == POLLNVAL)) return 0; if((poll_list[0].revents&POLLIN) == POLLIN) handle(poll_list[0].fd,NORMAL_DATA); if((poll_list[0].revents&POLLPRI) == POLLPRI) handle(poll_list[0].fd,HIPRI_DATA); if((poll_list[1].revents&POLLIN) == POLLIN) handle(poll_list[1].fd,NORMAL_DATA); if((poll_list[1].revents&POLLPRI) == POLLPRI) handle(poll_list[1].fd,HIPRI_DATA); } }
epoll用法
#include <sys/epoll.h>
int epoll_create(int size)
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout)
typedef union epoll_data { void *ptr; int fd; __uint32_t u32; __uint64_t u64; } epoll_data_t;
struct epoll_event { __uint32_t events; /* Epoll events */ epoll_data_t data; /* User data variable */ };
在linux中，惊群现象已经消失了的，我们可以看 http://simohayha.javaeye.com/blog/561424 ，但是当我们在开发服务器时候，需要使用epoll，发现一个问题，就是当一个请求过来的时候，发现有的时候被唤起的进程不止一个，看下面的程序:#include <sys/socket.h> #include <sys/epoll.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <pthread.h> #include <errno.h> #include <unistd.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> #include <errno.h> #define KEY 1234 #define SIZE 1024 #define PORT 9999 #define MAXFDS 5000 #define EVENTSIZE 100 void process(); int fd, cfd,opt=1; int shmid; char *shmaddr; struct shmid_ds buf; int num = 0 ; int main(int argc, char *argv[]) { shmid = shmget(KEY,SIZE,IPC_CREAT|0600); /* 建立共享内存 */ if(shmid == -1){ printf("create share memory failed/n"); } shmaddr = (char *)shmat(shmid,NULL,0); if(shmaddr == (void *)-1){ printf("connect to the share memory failed: %s",strerror(errno)); return 0; } strcpy(shmaddr,"1/n"); struct sockaddr_in sin, cin; socklen_t sin_len = sizeof(struct sockaddr_in); if ((fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) <= 0) { fprintf(stderr, "socket failed/n"); return -1; } memset(&sin, 0, sizeof(struct sockaddr_in)); sin.sin_family = AF_INET; sin.sin_port = htons((short)(PORT)); sin.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; if (bind(fd, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin)) != 0) { fprintf(stderr, "bind failed/n"); return -1; } if (listen(fd, 32) != 0) { fprintf(stderr, "listen failed/n"); return -1; } int i ; for(i = 0; i < 2; i++) { int pid = fork(); if(pid == 0) { process(); } } while(1) ; return 0; } void process() { struct epoll_event ev; struct epoll_event events[1000]; int kdpfd = epoll_create(1000); int len = sizeof(struct sockaddr_in); ev.events = EPOLLIN | EPOLLET; ev.data.fd = fd; int new_fd; if((fcntl(fd, F_GETFL, 0)&O_NONBLOCK)) printf("ok non block/n"); else printf("wrong non block/n"); printf("sub socket is %d /n", fd); if (epoll_ctl(kdpfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev) < 0) { fprintf(stderr, "epoll set insertion error: fd=%d/n", fd); return ; } else { printf("监听 socket 加入 epoll 成功！/n"); } struct sockaddr_in my_addr, their_addr; while (1) { /* 等待有事件发生 */ int nfds = epoll_wait(kdpfd, events, 20, 500); if (nfds == -1) { perror("epoll_wait"); break; } /* 处理所有事件 */ //printf("num of event is :%d /n",nfds); int n; for (n = 0; n < nfds; ++n) { if (events[n].data.fd == fd) { new_fd = accept(fd, (struct sockaddr *) &their_addr,&len); if (new_fd < 0) { printf("accept error/n"); continue; } else { printf("%d create new socket: %d/n", getpid(), new_fd); } } } } }
当请求过来的时候，会出现accept error,而且我发现这个时候的socket id 都是 -1。我们可以在这里添加判断来解决问题，至于为什么epoll会引入这个问题，暂时还不清楚，需要进一步的学习。
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拓展参考：
linux c语言 select函数用法
select poll使用
Linux 惊群现象
epoll_create, epoll_ctl和epoll_wait
epoll_create epoll_ctl epoll_wait close epoll和select的简单比较
