C函数篇(select函数)

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);

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* )。

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：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

select举例:

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。

1. #include <sys/types.h>
2. #include <sys/time.h>
3. #include <stdio.h>
4. #include <fcntl.h>
5. #include <sys/ioctl.h>
6. #include <unistd.h>
7. int main()
8. {
9. char buffer[128];
10. int result, nread;
11. fd_set inputs, testfds;
12. struct timeval timeout;
13. FD_ZERO(&inputs);//用select函数之前先把集合清零
14. FD_SET(0,&inputs);//把要检测的句柄——标准输入（0），加入到集合里。
15. while(1)
16. {
17. testfds = inputs;
18. timeout.tv_sec = 2;
19. timeout.tv_usec = 500000;
20. result = select(FD_SETSIZE, &testfds, (fd_set *)0, (fd_set *)0, &timeout);
21. switch(result)
22. {
23. case 0:
24. printf("timeout/n");
25. break;
26. case -1:
27. perror("select");
28. exit(1);
29. default:
30. if(FD_ISSET(0,&testfds))
31. {
32. ioctl(0,FIONREAD,&nread);//取得从键盘输入字符的个数，包括回车。
33. if(nread == 0)
34. {
35. printf("keyboard done/n");
36. exit(0);
37. }
38. nread = read(0,buffer,nread);
39. buffer[nread] = 0;
40. printf("read %d from keyboard: %s", nread, buffer);
41. }
42. break;
43. }
44. }
45. return 0;
46. }

②利用select而不是fork来解决socket中的多客户问题。

服务器端：

1. #include <sys/types.h>
2. #include <sys/socket.h>
3. #include <stdio.h>
4. #include <netinet/in.h>
5. #include <sys/time.h>
6. #include <sys/ioctl.h>
7. #include <unistd.h>
8. int main()
9. {
10. int server_sockfd, client_sockfd;
11. int server_len, client_len;
12. struct sockaddr_in server_address;
13. struct sockaddr_in client_address;
14. int result;
15. fd_set readfds, testfds;
16. server_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//建立服务器端socket
17. server_address.sin_family = AF_INET;
18. server_address.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
19. server_address.sin_port = htons(9734);
20. server_len = sizeof(server_address);
21. bind(server_sockfd, (struct sockaddr *)&server_address, server_len);
22. listen(server_sockfd, 5);
23. FD_ZERO(&readfds);
24. FD_SET(server_sockfd, &readfds);//将服务器端socket加入到集合中
25. while(1)
26. {
27. char ch;
28. int fd;
29. int nread;
30. testfds = readfds;
31. printf("server waiting/n");
32. /*无限期阻塞，并测试文件描述符变动 */
33. result = select(FD_SETSIZE, &testfds, (fd_set *)0,(fd_set *)0, (struct timeval *) 0);
34. if(result < 1)
35. {
36. perror("server5");
37. exit(1);
38. }
39. /*扫描所有的文件描述符*/
40. for(fd = 0; fd < FD_SETSIZE; fd++)
41. {
42. /*找到相关文件描述符*/
43. if(FD_ISSET(fd,&testfds))
44. {
45. /*判断是否为服务器套接字，是则表示为客户请求连接。*/
46. if(fd == server_sockfd)
47. {
48. client_len = sizeof(client_address);
49. client_sockfd = accept(server_sockfd,
50. (struct sockaddr *)&client_address, &client_len);
51. FD_SET(client_sockfd, &readfds);//将客户端socket加入到集合中
52. printf("adding client on fd %d/n", client_sockfd);
53. }
54. /*客户端socket中有数据请求时*/
55. else
56. {
57. ioctl(fd, FIONREAD, &nread);//取得数据量交给nread
58. /*客户数据请求完毕，关闭套接字，从集合中清除相应描述符 */
59. if(nread == 0)
60. {
61. close(fd);
62. FD_CLR(fd, &readfds);
63. printf("removing client on fd %d/n", fd);
64. }
65. /*处理客户数据请求*/
66. else
67. {
68. read(fd, &ch, 1);
69. sleep(5);
70. printf("serving client on fd %d/n", fd);
71. ch++;
72. write(fd, &ch, 1);
73. }
74. }
75. }
76. }
77. }
78. }

客户端：

1. #include <sys/types.h>
2. #include <sys/socket.h>
3. #include <stdio.h>
4. #include <netinet/in.h>
5. #include <arpa/inet.h>
6. #include <unistd.h>
7. int main()
8. {
9. int client_sockfd;
10. int len;
11. struct sockaddr_in address;//服务器端网络地址结构体
12. int result;
13. char ch = ‘A‘;
14. client_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//建立客户端socket
15. address.sin_family = AF_INET;
16. address.sin_addr.s_addr = inet_addr(“127.0.0.1”);
17. address.sin_port = 9734;
18. len = sizeof(address);
19. result = connect(client_sockfd, (struct sockaddr *)&address, len);
20. if(result == -1)
21. {
22. perror("oops: client2");
23. exit(1);
24. }
25. write(client_sockfd, &ch, 1);
26. read(client_sockfd, &ch, 1);
27. printf("char from server = %c/n", ch);
28. close(client_sockfd);
29. zexit(0);
30. }