select
介绍
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
void FD_SET(int fd, fd_set *set);
void FD_ZERO(fd_set *set);
功能：将多个文件描述符集中到一起监视
参数：
- nfds：监视对象文件描述符的数量，传入最大的文件描述符值 +1
- readfds：被监视“是否存在待读取数据”的文件描述符集合
- writefds：被监视“是否可传输无阻塞数据”的文件描述符集合
- exceptfds：被监视“是否发生异常”的文件描述符集合
- timeout：超时信息
返回值：
- 发生错误返回 -1，此时 timeout 的值是不确定的，设置 errno 为 EINTR
- 超时返回 0
- 正常返回发生事件的文件描述符数，向其传递的 fd_set 变量将发生变化，除被监视事件发生的文件描述符外，剩下所有位被置 0
简单使用
设置文件描述符，指定监视范围，设置超时，调用 select 函数，查看调用结果
// 程序功能：监视标准输入
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#define BUF_SIZE 1024
char buf[BUF_SIZE];
int main()
{
fd_set reads;
FD_ZERO(&reads);
FD_SET(0, &reads);
while (1) {
struct timeval timeout;
timeout.tv_sec = 5;
timeout.tv_usec = 0;
int result;
fd_set tmp = reads;
result = select(1, &tmp, NULL, NULL, &timeout);
if (result == -1) {
puts("select() error!");
break;
} else if (result == 0) {
puts("Time out!");
} else {
if (FD_ISSET(0, &tmp)) {
int len = read(0, buf, BUF_SIZE);
buf[len] = '\0';
printf("message from console: %s", buf);
}
}
}
return 0;
}
注意事项
- 调用 select 函数后，timeval 类型变量的时间将被替换为超时前剩余时间，因此每次调用 select 前都要重新设置
- 将准备好的 fd_set 变量复制到 tmp 中传入，因为除发生变化的文件描述符对应位外，剩下的都被置 0，为了保存初值，必需复制
poll
介绍
#include <poll.h>
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
功能：和 select 类似，在指定时间内轮询一定数量的文件描述符，测试其中是否有就绪者
参数：
-
fds：pollfd 数组，指定所有感兴趣的文件描述符上发生的可读、可写和异常等事件
struct pollfd { int fd; /* file descriptor */ short events; /* requested events */ short revents; /* returned events */ };常见事件类型：
POLLIN
POLLERR
-
nfds：被监听事件集合 fds 的大小
-
timeout：以 ms 为单位的等待事件，传递 -1 会一直等待直到事件发生
返回值：
- 发生错误返回 -1
- 超时返回 0
- 正常返回发生事件的文件描述符数
简单使用
// 程序功能：监视标准输入
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <poll.h>
#define BUF_SIZE 1024
#define POLL_SIZE 30
char buf[BUF_SIZE];
struct pollfd fds[POLL_SIZE];
int main()
{
fds[0].fd = 0;
fds[0].events |= POLLIN;
while (1) {
int result;
result = poll(fds, POLL_SIZE, -1);
if (result == -1) {
puts("poll() error!");
break;
} else if (result == 0) {
puts("Time out!");
} else {
if (fds[0].recents & POLLIN) {
int len = read(0, buf, BUF_SIZE);
buf[len] = '\0';
printf("message from console: %s", buf);
}
}
}
return 0;
}
注意事项
无
epoll
介绍
#include <sys/epoll.h>
int epoll_create(int size);
功能：创建保存 epoll 文件描述符的空间
参数：
- size：epoll 实例的大小
返回值：
- 成功时返回 epoll 文件描述符
- 失败时返回 -1
#include <sys/epoll.h>
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
功能：向空间注册或注销文件描述符
参数：
-
epfd：epoll 例程的文件描述符
-
op：指定对监视对象的操作
- EPOLL_CTL_ADD
- EPOLL_CTL_DEL
- EPOLL_CTL_MOD
-
fd：监视对象文件描述符
-
event：
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 */ };常见事件类型：
EPOLLIN：需要读取数据的情况
EPOLLET：以边缘触发的方式得到事件通知
返回值：
- 成功返回 0
- 失败返回 -1
#include <sys/epoll.h>
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);
功能：等待文件描述符发生变化
参数：
- epfd：epoll 例程的文件描述符
- events：保存发生事件的结构体数组地址
- maxevents：可保存的最大事件数
- timeout：以 ms 为单位的等待事件，传递 -1 会一直等待直到事件发生
返回值：
- 成功时返回发生事件的文件描述符数
- 失败返回 -1
简单使用
// 程序功能：监视标准输入
2 #include <stdio.h>
3 #include <unistd.h>
4 #include <sys/epoll.h>
5
6 #define BUF_SIZE 1024
7 #define EPOLL_SIZE 50
8
9 char buf[BUF_SIZE];
10 struct epoll_event ep_events[EPOLL_SIZE];
11
12 int main()
13 {
14 int epfd = epoll_create(EPOLL_SIZE);
15
16 struct epoll_event event;
17 event.events = EPOLLIN;
18 event.data.fd = 0;
19 epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, 0, &event);
20
21 while (1) {
22 int event_cnt = epoll_wait(epfd, ep_events, EPOLL_SIZE, -1);
23 if (event_cnt == -1) {
24 puts("epoll_wait() error!");
25 break;
}
27
28 for (int i = 0; i < event_cnt; i++) {
29 if (ep_events[i].data.fd == 0) {
30 int len = read(0, buf, BUF_SIZE);
31 buf[len] = '\0';
32 printf("message from console: %s", buf);
33 }
34 }
35 }
36
37 close(epfd);
38
39 return 0;
40 }
注意事项
- epoll_create() 返回的文件描述符主要用于区分 epoll 例程。需要终止时，也要调用 close 函数
水平触发与边缘触发
水平触发：只要输入缓冲有数据就会一直通知该事件，epoll 默认以水平触发模式工作
边缘触发：输入缓冲收到数据时仅注册一次该事件。即使输入缓冲中还有数据也不会再进行注册
实现边缘触发：
- 通过 error 变量验证错误原因
- 为了完成非阻塞 IO，更改套接字特性