深度解析select函數的返回值

來源：千鋒教育

發布人：xqq

時間： 2023-11-24 23:27:21 1700839641

select函數是一個有著較復雜返回值的系統級函數，如果你使用過它，你就會知道這個返回值是一個按照文件描述符分成三類的系統級數據結構。下面我們將從多個方面對select函數的返回值做詳細的闡述。

一、返回值格式及其含義


int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
        fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

select函數的返回參數有3個，分別是readfds、writefds、以及exceptfds。來了解下這三個參數具體代表什么意思：

readfds是一個集合，其中包含一些文件描述符，在這些文件描述符中存在一些可讀數據。 writefds是一個集合，其中包含一些文件描述符，在這些文件描述符中可以進行寫操作而不會被阻塞。 exceptfds是一個集合，其中包含一些文件描述符，表示這些文件描述符的異常條件（如關閉連接、收到信號等）已經發生。

在接下來的小節中，我們會圍繞這3個參數分別展開講解，深入探究select函數的返回值的更多細節。

二、readfds的使用方法

readfds是select函數返回值的第一個參數，它的具體含義是有數據可以讀取的文件描述符集合。當調用select函數時，會一直阻塞直到readfds中至少有一個文件描述符被設置，表示它們中至少有一個可以進行讀操作且不會被阻塞。

下面是一個獲取TCP/IP連接數據的例子：


int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
struct sockaddr_in serverAddr;
memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr));
serverAddr.sin_family = AF_INET;
serverAddr.sin_port = htons(12345);
inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serverAddr.sin_addr);
connect(sockfd, (struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr));

fd_set readSet;
FD_ZERO(&readSet);
FD_SET(sockfd, &readSet);

if (select(sockfd + 1, &readSet, NULL, NULL, NULL) < 0) {
    // TODO: 錯誤處理
}

char buffer[1024];
recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0);

在上述代碼中，我們使用了select函數來等待從sockfd連接中讀取數據。通過FD_ZERO和FD_SET將需要等待的文件描述符(sockfd)設置到readSet中，再將readSet作為select函數的參數，使其在readSet中有數據時返回。

三、writefds的使用方法

writefds是select函數返回值的第二個參數，它的具體含義是可以進行寫入操作的文件描述符集合。當調用select函數時，會一直阻塞直到writefds中至少有一個文件描述符被設置，表示它們中至少有一個可以進行寫操作且不會被阻塞。

下面是一個獲取TCP/IP連接數據的例子：


int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
struct sockaddr_in serverAddr;
memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr));
serverAddr.sin_family = AF_INET;
serverAddr.sin_port = htons(12345);
inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serverAddr.sin_addr);
connect(sockfd, (struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr));

fd_set writeSet;
FD_ZERO(&writeSet);
FD_SET(sockfd, &writeSet);

if (select(sockfd + 1, NULL, &writeSet, NULL, NULL) < 0) {
    // TODO: 錯誤處理
}

char buffer[] = "hello world";
send(sockfd, buffer, strlen(buffer), 0);

在上述代碼中，我們使用了select函數來等待從sockfd連接中寫入數據。通過FD_ZERO和FD_SET將需要等待的文件描述符(sockfd)設置到writeSet中，再將writeSet作為select函數的參數，使其在writeSet中有數據時返回。

四、exceptfds的使用方法

exceptfds是select函數返回值的第三個參數，它的具體含義是異常文件描述符集合。當調用select函數時，會一直阻塞直到exceptfds中至少有一個文件描述符被設置，表示這些文件描述符有異常條件發生（如關閉連接、收到信號等）。

下面是一個監聽TCP/IP連接異常的例子：


int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
struct sockaddr_in serverAddr;
memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr));
serverAddr.sin_family = AF_INET;
serverAddr.sin_port = htons(12345);
inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serverAddr.sin_addr);
bind(sockfd, (struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr));
listen(sockfd, 1024);

int connfd = accept(sockfd, NULL, NULL);

fd_set exceptSet;
FD_ZERO(&exceptSet);
FD_SET(connfd, &exceptSet);

if (select(connfd + 1, NULL, NULL, &exceptSet, NULL) < 0) {
    // TODO: 錯誤處理
}

if (FD_ISSET(connfd, &exceptSet)) {
    // TODO: 處理異常
}

在上述代碼中，我們使用了select函數來等待從connfd連接中的異常條件。通過FD_ZERO和FD_SET將需要等待的文件描述符(connfd)設置到exceptSet中，再將exceptSet作為select函數的參數，使其在exceptSet中有數據時返回。然后我們再使用FD_ISSET來判斷是否有異常發生。

五、超時參數timeout的使用

select函數的最后一個參數是timeout，用于設置超時時間。它可以為NULL（表示一直阻塞到有數據到來），也可以設置為一個指向timeval結構體的指針（指定一個等待時間，在等待時間內如果沒有數據到來，則select函數會超時并返回）。

下面是一個等待超時的例子：


fd_set readSet;
FD_ZERO(&readSet);
FD_SET(fileno(stdin), &readSet);

struct timeval tv;
tv.tv_sec = 5;
tv.tv_usec = 0;

if (select(fileno(stdin) + 1, &readSet, NULL, NULL, &tv) < 0) {
    // TODO: 錯誤處理
}

if (FD_ISSET(fileno(stdin), &readSet)) {
    // TODO: 處理輸入
} else {
    // TODO: 處理超時
}

在上述代碼中，我們使用了select函數來等待從標準輸入中的數據。通過FD_ZERO和FD_SET將需要等待的文件描述符(fileno(stdin))設置到readSet中，再將readSet作為select函數的參數，timeout設置為5秒時間。如果在5秒之內沒有數據到來，則select函數會超時并返回。如果在5秒之內有數據到來，則FD_ISSET會返回真。

六、總結

本文從select函數的返回值格式及其含義、readfds的使用方法、writefds的使用方法、exceptfds的使用方法以及超時參數timeout的使用這五個方面對select函數的返回值做了深入的探索。以后在使用select函數時，希望讀者們能夠更加深入地理解其返回值，從而更好地應用它。

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