异步套接字基础:select函数以及FD_ZERO、FD_SET、FD_CLR、FD_ISSET
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
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
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())。
windows和linux套接字中的select机制浅析
windows和linux套接字中的select机制浅析先来谈谈为什么会出现select函数,也就是select是解决什么问题的?平常使用的recv函数时阻塞的,也就是如果没有数据可读,recv就会一直阻塞在那里,这是如果有另外一个连接过来,就得一直等待,这样实时性就不是太好。
这个问题的几个解决方法:1. 使用ioctlsocket函数,将recv函数设置成非阻塞的,这样不管套接字上有没有数据都会立刻返回,可以重复调用recv函数,这种方式叫做轮询(polling),但是这样效率很是问题,因为,大多数时间实际上是无数据可读的,花费时间不断反复执行read系统调用,这样就比较浪费CPU的时间。
并且循环之间的间隔不好确定。
2. 使用fork,使用多进程来解决,这里终止会比较复杂(待研究)。
3.使用多线程来解决,这样避免了终止的复杂性,但却要求处理线程之间的同步,在减少复杂性方面这可能会得不偿失。
4. 使用异步IO(待研究)。
5. 就是本文所使用的I/O多路转接(多路复用)--其实就是在套接字阻塞和非阻塞之间做了一个均衡,我们称之为半阻塞。
经过对select的初步了解,在windows和linux下的实现小有区别,所以分开来写。
这里先写windows下的select机制。
select的大概思想:将多个套接字放在一个集合里,然后统一检查这些套接字的状态(可读、可写、异常等),调用select后,会更新这些套接字的状态,然后做判断,如果套接字可读,就执行read操作。
这样就巧妙地避免了阻塞,达到同时处理多个连接的目的。
当然如果没有事件发生,select会一直阻塞,如果不想一直让它等待,想去处理其它事情,可以设置一个最大的等待时间。
/************************************************************* **********************************************/下面具体讲讲函数的参数,参见MSDN的解释:澳门新濠天地1.int select(2. _In_ int nfds,3. _Inout_ fd_set *readfds,4. _Inout_ fd_set *writefds,5. _Inout_ fd_set *exceptfds,6. _In_ const struct timeval *timeout7.);函数的返回值,表示准备好的套接字的个数,如果是0,则表示没有一个准备好(超时就是一种情况),如果是-1(SOCKET_ERROR),表示有错误发生,可以使用WSAGetLastError ()函数来得到错误代码,从而知道是什么错误。
linux中select的返回值 -回复
linux中select的返回值-回复Linux中的select函数是用于监视多个文件描述符的状态变化的一个系统调用。
它可以同时监视多个文件描述符,当这些文件描述符中的一个或多个发生可读、可写或异常等事件时,select函数会返回,并将发生变化的文件描述符集合返回给用户程序。
在本文中,我们将详细介绍select函数的返回值及其含义,以及如何使用select函数来实现一个简单的并发服务器。
一、select函数的返回值在Linux中,select函数的原型如下:c#include <sys/select.h>int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set*exceptfds, struct timeval *timeout);其中各个参数的含义如下:- nfds:监视的文件描述符的数量,即待监视的文件描述符集合中的最大文件描述符加1。
- readfds:可读事件的文件描述符集合。
- writefds:可写事件的文件描述符集合。
- exceptfds:异常事件的文件描述符集合。
- timeout:超时参数,指定select函数的超时时间。
select函数的返回值为大于0的整数,表示发生变化的文件描述符的数量。
如果返回0,则表示在超时时间内没有发生任何事件。
如果返回-1,则表示select函数调用出现了错误,可以通过errno变量获取具体的错误码。
二、select函数返回的文件描述符集合在select函数中,可以通过一系列宏来操作文件描述符集合。
在头文件<sys/select.h>中定义了以下几个宏:- FD_ZERO(fd_set *set):将文件描述符集合清空。
- FD_SET(int fd, fd_set *set):将文件描述符fd添加到文件描述符集合set中。
- FD_CLR(int fd, fd_set *set):将文件描述符fd从文件描述符集合set中移除。
select()函数以及FD_ZERO、FD_SET、FD_CLR、FD_ISSET(转)
select()函数以及FD_ZERO、FD_SET、FD_CLR、FD_ISSET(转)select函数⽤于在⾮阻塞中,当⼀个套接字或⼀组套接字有信号时通知你,系统提供select函数来实现多路复⽤输⼊/输出模型,原型:int select(int maxfd,fd_set *rdset,fd_set *wrset,fd_set *exset,struct timeval *timeout);所在的头⽂件为:#include <sys/time.h> 和#include <unistd.h>先对函数中的参数做⼀个简单的介绍。
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。
在这些参数中有⼀个类似于结构体的东西,fd_set,这是什么的名字,我们先来看看这个所具有的含义吧。
这是⼀组⽂件描述字(fd)的集合,它⽤⼀位来表⽰⼀个fd,等等,⽂件描述字,熟悉吧,之前都把这个当做⼀个⽂件的路径保存的地⽅了,也就是当做是⼀个⽂件的标志哦,现不在做猜想了,看看下⽂是怎么介绍的吧。
对于fd_set类型通过下⾯四个宏来操作: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。
为什么select之前都要FD_ZERO()?
为什么select之前都要FD_ZERO()?while(1){FD_ZERO(&readfds);FD_SET(sockfd,&readfds);for(fd=0;fd<MAXSOCKFD;fd++)if(is_connected[fd]) FD_SET(fd,&readfds);//fcntl(sockfd, F_SETFL, O_NONBLOCK)实现了非阻塞接收信息,select()解决了终端的阻塞问题if(!(nready = select(MAXSOCKFD,&readfds,NULL,NULL,NULL)))continue;for(fd=0;fd<MAXSOCKFD;fd++){if(FD_ISSET(fd,&readfds)){if(sockfd == fd){if((newsockfd = accept (sockfd,&addr,&addr_len))<0)perror(“accept”);write(newsockfd,msg,sizeof(msg));is_connected[newsockfd] =1;printf(“cnnect from %s\n”,inet_ntoa(addr.sin_addr));}else{bzero(buffer,sizeof(buffer));if(read(fd,buffer,sizeof(buffer))<=0){printf(“connect closed.\n”);is_connected[fd]=0;close(fd);}elseprintf(“%s”,buffer);}if(--nready <= 0)break;}}}-----------------------------------------------------------------------FD_ZERO(&readfds);while(1){FD_SET(sockfd,&readfds);for(fd=0;fd<MAXSOCKFD;fd++)if(is_connected[fd]) FD_SET(fd,&readfds);//fcntl(sockfd, F_SETFL, O_NONBLOCK)实现了非阻塞接收信息,select()解决了终端的阻塞问题if(!(nready = select(MAXSOCKFD,&readfds,NULL,NULL,NULL)))continue;for(fd=0;fd<MAXSOCKFD;fd++){if(FD_ISSET(fd,&readfds)){if(sockfd == fd){if((newsockfd = accept (sockfd,&addr,&addr_len))<0)perror(“accept”);write(newsockfd,msg,sizeof(msg));is_connected[newsockfd] =1;printf(“cnnect from %s\n”,inet_ntoa(addr.sin_addr));}else{bzero(buffer,sizeof(buffer));if(read(fd,buffer,sizeof(buffer))<=0){printf(“connect closed.\n”);is_connected[fd]=0;FD_CLR(fd, readfds);close(fd);}elseprintf(“%s”,buffer);}if(--nready <= 0)break;}}}上面的代码将FD_ZERO放在循环里面,下面的代码将FD_ZERO 放在外面,但是有FD_CLR。
select套接字的用法 -回复
select套接字的用法-回复Select套接字是一种用于实现多线程、多连接的异步网络编程的机制,它在网络编程中非常常用。
本文将深入探讨Select套接字的用法,包括使用场景、原理和实现步骤等。
一、Select套接字的使用场景Select套接字主要适用于以下场景:1. 需要同时处理多个客户端请求的服务器程序。
2. 需要在一个线程中同时监听多个套接字。
3. 需要实现异步的、非阻塞的网络通信。
二、Select套接字的原理Select套接字通过在内核中维护两个数据结构来实现多路复用,分别是select的fd_set和内核的socket表。
select的fd_set是一个位向量,用于表示一组套接字,每个套接字对应一个位于fd_set中的位。
内核的socket表用于保存所有的套接字信息。
当一个套接字的状态发生变化时,内核会通过select系统调用来通知用户进程。
三、Select套接字的实现步骤1. 创建套接字:首先创建一个套接字,并设置为非阻塞模式。
2. 设置监听:将套接字绑定到指定的IP地址和端口,并开始监听客户端的连接请求。
3. 初始化fd_set:创建一个fd_set结构,并将需要监听的套接字添加进去。
4. 调用select函数:使用select函数,传入监听套接字的最大描述符,以及fd_set结构,并设置超时时间。
5. 检查select返回值:如果select返回大于0,表示有套接字状态发生变化,可以进行处理;如果返回等于0,表示超时;如果返回小于0,表示出错。
6. 处理状态变化的套接字:根据接收到的返回值,依次检查fd_set中的每个套接字,如果该套接字的位被置位,表示该套接字的状态发生变化,需要进行相应处理。
7. 处理新的连接请求:如果监听套接字的位被置位,表示有新的客户端连接请求,需要接受该连接请求,并将新的客户端套接字添加到fd_set中。
8. 处理数据传输:对于有数据传输的套接字,进行接收和发送数据的操作。
windows下select 函数第五个参数
windows下select 函数第五个参数在Windows的select函数中,第五个参数是一个指针,指向一个fd_set结构体(套接字集合),用于指定所要检查的套接字。
这个参数的作用是告诉select函数需要监听哪些套接字上是否存在待处理的事件。
fd_set是一个位向量(bit vector),用于表示一组套接字。
每个套接字对应fd_set中的一个位。
我们可以通过操作位来设置或清除特定的套接字标记。
在Windows中,定义fd_set结构体的方式如下:```ctypedef struct {u_int fd_count; //目前在fds_bits的位置上设置了1的位的数目SOCKET fd_array[FD_SETSIZE]; //保存有效套接字的数组} fd_set;```其中,fd_count是指在fd_array数组中设置了1的位的数目,fd_array数组是一个保存有效套接字的数组,FD_SETSIZE是指定fd_array数组的大小,通常是64。
在使用select函数之前,我们需要先将我们希望监听的套接字设置到fd_set中。
下面是一段代码示例,展示如何设置和使用fd_set:```cfd_set readfds; //声明一个fd_set结构体FD_ZERO(&readfds); //初始化readfdsFD_SET(socket1, &readfds); //将socket1添加到readfds中FD_SET(socket2, &readfds); //将socket2添加到readfds中// select函数调用int result = select(0, &readfds, NULL, NULL, NULL);if (result == SOCKET_ERROR) {//错误处理} else {//处理readfds中包含的套接字for (int i = 0; i < readfds.fd_count; i++) {SOCKET socket = readfds.fd_array[i];//处理socket}}```上述代码中,首先我们声明了一个fd_set结构体readfds,并使用FD_ZERO将其初始化为空。
c++select函数的使用案例
c++select函数的使用案例c++select函数是一个用于多路复用I/O操作的函数,其可以同时监视多个文件描述符,以确定是否有数据可读、可写或错误等事件发生。
下面是一个使用c++ select函数的案例:假设我们需要实现一个简单的服务器程序,该程序可以同时处理多个客户端请求。
在每个客户端连接后,服务器都会创建一个新的线程来处理该客户端的请求。
为了实现这个功能,我们可以使用select函数来监视每个客户端连接的套接字描述符,以确定是否有数据可读。
当有数据可读时,我们可以使用线程来处理该数据,从而实现同时处理多个客户端请求的功能。
以下是该程序的伪代码:// 创建套接字int server_socket = socket(...);// 绑定套接字bind(server_socket, ...);// 监听套接字listen(server_socket, ...);// 创建客户端套接字集合fd_set clients;// 初始化客户端套接字集合FD_ZERO(&clients);FD_SET(server_socket, &clients);while (true) {// 复制客户端套接字集合fd_set tmp_clients = clients;// 使用select函数等待数据int ret = select(FD_SETSIZE, &tmp_clients, NULL, NULL, NULL);// 处理select函数返回值if (ret == -1) {// 错误处理} else if (ret == 0) {// 超时处理} else {// 遍历客户端套接字集合for (int i = 0; i < FD_SETSIZE; i++) {// 判断该套接字是否有数据可读if (FD_ISSET(i, &tmp_clients)) {// 处理客户端请求if (i == server_socket) {// 处理新的客户端连接int client_socket = accept(server_socket, ...);FD_SET(client_socket, &clients);// 创建新的线程来处理该客户端连接thread t(handle_client_request, client_socket);} else {// 处理已有的客户端连接handle_client_request(i);}}}}}// 关闭套接字close(server_socket);可以看到,该程序使用select函数来等待客户端套接字可读事件,并在有数据可读时创建新的线程来处理客户端请求。
select函数的运作机制
select函数的运作机制
select 函数是一种 I/O 多路复用技术,它可以同时监听多个文
件描述符的就绪状态,从而达到同时处理多个 I/O 事件的目的。
select 函数的基本原理如下:
1. 调用 select 函数时,需要创建一个文件描述符集(select
fd_set),用于存放将要监听的文件描述符。
2. 通过调用 FD_ZERO 宏将文件描述符集清零。
3. 通过调用 FD_SET 宏将需要监听的文件描述符添加到文件
描述符集中。
4. 调用 select 函数,并传入要监听的文件描述符集,以及超时
时间参数。
5. select 函数开始监听文件描述符集中的文件描述符,如果有
文件描述符就绪(可读、可写、异常状态),则返回就绪的文件描述符数量。
6. 根据 select 函数的返回值,可以使用 FD_ISSET 宏判断哪些
文件描述符就绪。
7. 可以根据就绪的文件描述符进行相应的读写操作。
8. 重复上述步骤,不断监听和处理就绪状态,直到满足终止条
件为止。
select 函数的运作机制主要基于操作系统提供的内核级别的事件通知机制,它通过在内核中维护的每个文件描述符的状态,及时地通知应用程序哪些文件描述符可读写,从而实现高效的并发 I/O 操作。
select 用法 -回复
select 用法-回复如何正确使用select函数在编程语言中,select函数被广泛用于处理多个输入/输出(I/O)操作。
它提供了一种有效的方式来同时监视多个通信通道,如文件描述符、套接字等,并在其中任意一个通道可进行I/O操作时进行相应处理。
本文将一步一步回答如何正确使用select函数。
第一步:了解select函数的基本概念和用法select函数是一种在非阻塞I/O操作中等待多个文件描述符就绪的方法。
它接受三个参数,第一个参数是整数值nfds,表示待监视的最大文件描述符值加1;第二个参数是fd_set类型的指针readfds,用于设置待监视的文件描述符集合;第三个参数是fd_set类型的指针writefds和exceptfds,用于设置待监视的文件描述符的特殊条件集合。
第二步:理解fd_set类型fd_set类型是一种用于表示文件描述符集合的数据类型。
它是一种位图(bitmap),每个文件描述符都对应着fd_set中的一位。
可以使用宏函数FD_ZERO、FD_SET、FD_CLR和FD_ISSET来操作fd_set类型,分别用于将fd_set清空、向fd_set中添加文件描述符、从fd_set中删除文件描述符以及判断某个文件描述符是否在fd_set中。
第三步:设置待监视的文件描述符集合在调用select函数之前,需要先设置待监视的文件描述符集合。
可以使用FD_ZERO和FD_SET宏函数来清空和向fd_set中添加文件描述符。
例如,假设我们要同时监视文件描述符1和2,可以如下设置:fd_set readfds;FD_ZERO(&readfds);FD_SET(1, &readfds);FD_SET(2, &readfds);第四步:调用select函数进行监视设置完待监视的文件描述符集合后,就可以调用select函数进行监视。
调用select函数后,它将阻塞等待,直到集合中至少一个文件描述符可进行I/O操作。
linux select实现原理
linux select实现原理Linux中的select函数是一种多路复用IO模型,它可以同时监控多个文件描述符的IO事件。
在网络编程中,select函数非常常见,它可以帮助我们实现高效的事件驱动IO编程。
select函数的原理是基于轮询的方式,它通过一个fd_set类型的数据结构来保存要监控的文件描述符。
在调用select函数之前,我们需要将要监控的文件描述符添加到fd_set中,然后再调用select函数进行监控。
当有IO事件发生时,select函数会返回,我们可以通过遍历fd_set来判断哪些文件描述符上有事件发生。
select函数的基本使用方法如下:```#include <sys/select.h>int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);```参数nfds是要监控的最大文件描述符加1,readfds、writefds和exceptfds分别是要监控的可读、可写和异常文件描述符的集合。
timeout参数指定select函数的超时时间,如果设置为NULL,则表示select函数一直阻塞直到有事件发生。
在调用select函数之后,我们需要对返回的文件描述符集合进行遍历,以判断哪些文件描述符上有事件发生。
可以通过FD_ISSET宏来判断某个文件描述符是否在集合中。
下面是一个简单的例子,演示了如何使用select函数来实现一个基于TCP的回显服务器:```#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <unistd.h>#include <arpa/inet.h>#define MAX_CLIENTS 10#define BUFFER_SIZE 1024int main(int argc, char* argv[]) {int server_fd, client_fds[MAX_CLIENTS], max_fd, activity, i, valread, sd;struct sockaddr_in server_addr, client_addr;char buffer[BUFFER_SIZE];fd_set read_fds;// 创建服务器套接字if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0){perror("socket failed");exit(EXIT_FAILURE);}// 设置服务器地址和端口server_addr.sin_family = AF_INET;server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;server_addr.sin_port = htons(8888);// 绑定服务器地址和端口if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {perror("bind failed");exit(EXIT_FAILURE);}// 监听客户端连接if (listen(server_fd, 3) < 0) {perror("listen failed");exit(EXIT_FAILURE);}// 初始化客户端套接字集合for (i = 0; i < MAX_CLIENTS; i++) {client_fds[i] = 0;}while (1) {// 清空文件描述符集合FD_ZERO(&read_fds);// 将服务器套接字添加到集合中FD_SET(server_fd, &read_fds);max_fd = server_fd;// 将活动的客户端套接字添加到集合中 for (i = 0; i < MAX_CLIENTS; i++) { sd = client_fds[i];if (sd > 0) {FD_SET(sd, &read_fds);}if (sd > max_fd) {max_fd = sd;}}// 使用select函数进行监控activity = select(max_fd + 1, &read_fds, NULL, NULL, NULL);if ((activity < 0) && (errno != EINTR)) {perror("select error");}// 如果服务器套接字上有连接请求,则接受连接if (FD_ISSET(server_fd, &read_fds)) {if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) {perror("accept failed");exit(EXIT_FAILURE);}// 将新的客户端套接字添加到集合中for (i = 0; i < MAX_CLIENTS; i++) {if (client_fds[i] == 0) {client_fds[i] = new_socket;break;}}}// 遍历客户端套接字集合,处理收到的数据for (i = 0; i < MAX_CLIENTS; i++) {sd = client_fds[i];if (FD_ISSET(sd, &read_fds)) {if ((valread = read(sd, buffer, BUFFER_SIZE)) == 0) {// 客户端关闭连接close(sd);client_fds[i] = 0;} else {// 将收到的数据回显给客户端write(sd, buffer, valread);}}}}return 0;}```上述代码中,我们使用select函数来同时监控服务器套接字和客户端套接字集合,当有连接请求或者收到客户端发送的数据时,我们就可以进行相应的处理。
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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
}
}。