linux select函数用法 && 阻塞与非阻塞IO

        select系统调用是用来让我们的程序监视多个文件句柄的状态变化的。程序会停在select这里等待，直到被监视的文件句柄有一个或多个发生了状态改变。关于文件句柄，其实就是一个整数，我们最熟悉的句柄是0、1、2三个，0是标准输入，1是标准输出，2是标准错误输出。0、1、2是整数表示的，对应的FILE *结构的表示就是stdin、stdout、stderr。

        函数原型是：int select(int n,fd_set * readfds,fd_set * writefds,fd_set * exceptfds,struct timeval * timeout);参数n代表文件描述词加1；参数readfds、writefds 和exceptfds 称为描述词组，是用来回传该描述词的读，写或例外的状况。下面的宏提供了处理这三种描述词组的方式：

FD_CLR(inr fd,fd_set* set)；用来清除描述词组set中相关fd 的位

FD_ISSET(int fd,fd_set *set)；用来测试描述词组set中相关fd 的位是否为真

FD_SET（int fd,fd_set*set）；用来设置描述词组set中相关fd的位

FD_ZERO（fd_set *set）；用来清除描述词组set的全部位

       参数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;

       time_t tv_usec;

};

如果参数timeout设为NULL，则表示select()没有timeout。

       select函数执行结果：执行成功则返回文件描述词状态已改变的个数；如果返回0代表在描述词状态改变前已超过timeout时间，没有返回；当有错误发生时则返回-1，错误原因存于errno，此时参数readfds，writefds，exceptfds和timeout的值变成不可预测。错误值可能为：

EBADF 文件描述词为无效的或该文件已关闭

EINTR 此调用被信号所中断

EINVAL 参数n 为负值。

ENOMEM 核心内存不足

       常见的程序片段如下：

fs_set readset；

FD_ZERO(&readset);

FD_SET(fd,&readset);

select(fd+1,&readset,NULL,NULL,NULL);

if(FD_ISSET(fd,readset){……}

          检测键盘有无输入，完整的程序如下：

[cpp]
view plain
copy

#include<sys/time.h>  
#include<sys/types.h>  
#include<unistd.h>  
#include<string.h>  
#include<stdlib.h>  
#include<stdio.h>  
int main()  
{  
        char buf[10]="";  
        fd_set rdfds;  
        struct timeval tv;  
        int ret;  
        FD_ZERO(&rdfds);  
        FD_SET(0,&rdfds);   //文件描述符0表示stdin键盘输入  
         tv.tv_sec = 3;  
        tv.tv_usec = 500;  
        ret = select(1,&rdfds,NULL,NULL,&tv);      //第一个参数是监控句柄号+1  
        if(ret<0)  
              printf("selcet error\r\n");  
        else if(ret == 0)  
              printf("timeout \r\n");  
        else  
              printf("ret = %d \r\n",ret);  
  
        if(FD_ISSET(0,&rdfds)){         //监控输入的确是已经发生了改变  
              printf(" reading");  
              read(0,buf,9);                 //从键盘读取输入  
         }  
         write(1,buf,strlen(buf));          //在终端中回显  
         printf(" %d \r\n",strlen(buf));  
         return 0;  
}  

用gcc编译，执行./a.out。可以得到执行结果，如果不输入，则一会儿会回显：



如果有输入，则回显：



第一个"s"是打字输入的回显。后面开始执行，有个疑问是：在stdout的输出为什么会出现在reading显示的前面？论执行顺序应该是后面才对。

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阻塞（Ｂlock）

       当进程调用一个阻塞的系统函数时，该进程被置于睡眠(Sleep)状态，这时内核调度其它进程运行，直到该进程等待的事件发生了(比如网络上接收到数据包，或者调用sleep 指定的睡眠时间到了)它才有可能继续运行。与睡眠状态相对的是运行(Running)状态，在Linux内核中处于运行状态的进程分为两种情况：  正在被调度执行和就绪状态。

       假设一个进程同时监视多个设备，如果read(设备1)是阻塞的，那么只要设备1没有数据到达就会一直阻塞在设备1的read 调用上，即使设备2有数据到达也不能处理，使用非阻塞I/O就可以避免设备2得不到及时处理。

       在open 一个设备时指定了O_NONBLOCK 标志，read / write 就不会阻塞。以read 为例，如果设备暂时没有数据可读就返回-1，同时置errno 为EWOULDBLOCK(或者EAGAIN,这两个宏定义的值相同),表示本来应该阻塞在这里，那么调用者不是阻塞在这里死等，这样可以同时监视多个设备。

      非阻塞I/O有一个缺点，如果所有设备都一直没有数据到达，调用者需要反复查询做无用功，如果阻塞在那里操作系统可以调度别的进程执行，就不会做无用功了。select(2) 函数可以阻塞地同时监视多个设备，还可以设定阻塞等待的超时时间，从而圆满地解决了这个问题。

 

参考原文：http://www.91linux.com/html/article/kernel/20090102/15232.html