select 函数使用注意事项时间重置和检测描述符范围

select函数中的坑(C语言)

最近写了一个测试驱动的poll函数的应用程序，在应用层中调用select进行操作，设置好timeout之后，如果只对select()调用一次，就没有问题。但一旦多次调用后，就变成只有第一次timeout有效，后面的都没有效果了。

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


int main(int argc , char ** argv)
{
int i;
int fd;
int ret;
int press_cnt[4];
fd_set rfds;
struct timeval time;

time.tv_sec = 5; //5s

fd = open("/dev/buttons", O_RDWR); //打开设备
if(fd<0)
{
printf("Can't open");
return -1;
}


while(1)
{
FD_ZERO(&rfds);
FD_SET(fd, &rfds);
ret = select(fd + 1, &rfds, NULL, NULL, &time);
if (!ret)
{
printf("time out\n");
}
else
{
read(fd, press_cnt, sizeof(press_cnt)); //读取值到press_cnt缓存区，读取长度sizeof(press_cnt)
for(i = 0 ; i<sizeof(press_cnt)/sizeof(press_cnt[0]);i++)
{
if(press_cnt[i]) //如果按下次数不为0，打印出来
printf("K%d has been pressed %d times \n", i+1, press_cnt[i]);
}
}

}
}

后来查看了select()源码，发现它会把timeout更新为0，所以每次调用select(), 都要重新对timeout进行赋值。

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


int main(int argc , char ** argv)
{
int i;
int fd;
int ret;
int press_cnt[4];
fd_set rfds;
struct timeval time;

//time.tv_sec = 5; //5s

fd = open("/dev/buttons", O_RDWR); //打开设备
if(fd<0)
{
printf("Can't open");
return -1;
}


while(1)
{
time.tv_sec = 5; //5s
time.tv_usec = 0;//select函数会不断修改timeout的值，所以每次循环都应该重新赋值[windows不受此影响]
FD_ZERO(&rfds);
FD_SET(fd, &rfds);
ret = select(fd + 1, &rfds, NULL, NULL, &time);
if (!ret)
{
printf("time out\n");
}
else
{
read(fd, press_cnt, sizeof(press_cnt)); //读取值到press_cnt缓存区，读取长度sizeof(press_cnt)
for(i = 0 ; i<sizeof(press_cnt)/sizeof(press_cnt[0]);i++)
{
if(press_cnt[i]) //如果按下次数不为0，打印出来
printf("K%d has been pressed %d times \n", i+1, press_cnt[i]);
}
}

}
}

原文链接：https://blog.csdn.net/u012041204/article/details/93972963

select系统调用是用来让我们的程序监视多个文件句柄(file descriptor)的状态变化的。程序会停在select这里等待，直到被监视的文件句柄有某一个或多个发生了状态改变。

select() 函数原型：

/* According to POSIX.1-2001 */
#include <sys/select.h>

/* According to earlier standards */
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.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);

nfds：表示需要监听的文件描述符的最大值 + 1；（即待测试的描述集的总个数）

那为什么需要 + 1呢？

因为待测试的描述集总是从0， 1， 2， ...开始的；所以，如果要检测的描述符为9， 10，那么系统实际也要监测0， 1， 2， 3， 4， 5， 6, 7，8；此时真正待测试的描述符的个数为11个，也就是 MAX（9， 10） + 1；

有两点要注意：

1. 如果你要检测的文件描述符是9，10，但是你把select的第一个参数定为9，实际上只检测0到8，所以select不会感知到 9，10文件描述符的变化。

2. 如果你要检测的文件描述符是9，10，且你把select的第一个参数定为11，实际上会检测0-10，但是如果你不把描述如0 set到描述符中，那么select也不会感知到0描述符的变化。

所以， select感知到描述符变化的必要条件是，第一个参数要合理，比如定义为fdMax+1, 且把需要检测的文件描述符set到描述集中。

可使用以下代码来测试下：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/time.h>
#include<sys/types.h>
 
int main(void)
{
    struct timeval tv; 
    tv.tv_sec = 10;
    tv.tv_usec = 500; // us
 
    fd_set rdfds;
    FD_ZERO(&rdfds); 
    FD_SET(STDIN_FILENO, &rdfds); // STDIN_FILENO是标准输入， 加入描述集
    
    int ret= select(STDIN_FILENO + 1, &rdfds, NULL, NULL, &tv);
    if (ret < 0) {
        printf("selcet error, ret = %d\n", ret);
        return -1;
    } else if (ret == 0) {
        printf("timeout \n");
    }
    printf("ret = %d \n", ret); 
    return 0;
}

原文链接：https://blog.csdn.net/llzhang_fly/article/details/120116942

linux select函数详解

在Linux中，我们可以使用select函数实现I/O端口的复用，传递给 select函数的参数会告诉内核：

•我们所关心的文件描述符

•对每个描述符，我们所关心的状态。(我们是要想从一个文件描述符中读或者写，还是关注一个描述符中是否出现异常)

•我们要等待多长时间。(我们可以等待无限长的时间，等待固定的一段时间，或者根本就不等待)

从 select函数返回后，内核告诉我们一下信息：

•对我们的要求已经做好准备的描述符的个数

•对于三种条件哪些描述符已经做好准备.(读，写，异常)

有了这些返回信息，我们可以调用合适的I/O函数(通常是 read 或 write)，并且这些函数不会再阻塞.

#include <sys/select.h>

int select(int maxfdp1, fd_set *readset, fd_set *writeset, fd_set *exceptset,struct timeval *timeout);

返回：做好准备的文件描述符的个数，超时为0，错误为 -1.

首先我们先看一下最后一个参数。它指明我们要等待的时间：

struct timeval{

long tv_sec; /*秒 */

long tv_usec; /*微秒 */

}

有三种情况：

timeout == NULL 等待无限长的时间。等待可以被一个信号中断。当有一个描述符做好准备或者是捕获到一个信号时函数会返回。如果捕获到一个信号， select函数将返回 -1,并将变量 erro设为 EINTR。

timeout->tv_sec == 0 &&timeout->tv_usec == 0不等待，直接返回。加入描述符集的描述符都会被测试，并且返回满足要求的描述符的个数。这种方法通过轮询，无阻塞地获得了多个文件描述符状态。

timeout->tv_sec !=0 ||timeout->tv_usec!= 0 等待指定的时间。当有描述符符合条件或者超过超时时间的话，函数返回。在超时时间即将用完但又没有描述符合条件的话，返回 0。对于第一种情况，等待也会被信号所中断。

中间的三个参数 readset, writset, exceptset,指向描述符集。这些参数指明了我们关心哪些描述符，和需要满足什么条件(可写，可读，异常)。一个文件描述集保存在 fd_set 类型中。fd_set类型变量每一位代表了一个描述符。我们也可以认为它只是一个由很多二进制位构成的数组。如下图所示：

对于 fd_set类型的变量我们所能做的就是声明一个变量，为变量赋一个同种类型变量的值，或者使用以下几个宏来控制它：

#include <sys/select.h>

int FD_ZERO(int fd, fd_set *fdset);

int FD_CLR(int fd, fd_set *fdset);

int FD_SET(int fd, fd_set *fd_set);

int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset);</span>

FD_ZERO宏将一个 fd_set类型变量的所有位都设为 0，使用FD_SET将变量的某个位置位。清除某个位时可以使用 FD_CLR，我们可以使用 FD_SET来测试某个位是否被置位。

当声明了一个文件描述符集后，必须用FD_ZERO将所有位置零。之后将我们所感兴趣的描述符所对应的位置位，操作如下：

fd_set rset;

int fd;

FD_ZERO(&rset);

FD_SET(fd, &rset);

FD_SET(stdin, &rset);</span>

select返回后，用FD_ISSET测试给定位是否置位：

if(FD_ISSET(fd, &rset)

{ ... }</span>

具体解释select的参数：

（1）intmaxfdp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。

说明：对于这个原理的解释可以看上边fd_set的详细解释，fd_set是以位图的形式来存储这些文件描述符。maxfdp也就是定义了位图中有效的位的个数。

（2）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。

（3）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。

（4）fd_set*errorfds同上面两个参数的意图，用来监视文件错误异常文件。

（5）structtimeval* 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。

说明：

函数返回：

（1）当监视的相应的文件描述符集中满足条件时，比如说读文件描述符集中有数据到来时，内核(I/O)根据状态修改文件描述符集，并返回一个大于0的数。

（2）当没有满足条件的文件描述符，且设置的timeval监控时间超时时，select函数会返回一个为0的值。

（3）当select返回负值时，发生错误。

理解select模型：

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。

（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）。

标签：set,int,重置,描述符,fd,include,select
From： https://www.cnblogs.com/blj28/p/17934044.html

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