select函数的使用

select函数的作用：

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 conncet()、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。

实现异步IO：
https://blog.csdn.net/gettogetto/article/details/51442914

1.linux下使用

头文件：

#include <sys/select.h>

函数原型：

int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout);

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。
fe_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：

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。

错误码：

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，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。

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

函数说明：

select()用来等待文件描述词状态的改变。参数maxfdp代表最大的文件描述词加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。底下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

结构体说明：

1)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* )。一会儿举例说明。

2)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，另一个是微妙数。如下所示：

truct timeval
{time_t tv_sec;     //seconds 秒time_t tv_usec;      //microseconds 微秒，1000000 微秒 = 1秒
};
//头文件
#include <sys/time.h>

示例：在标准输入读取9个字节数据

#include <sys/time.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <assert.h>
#include <string.h>#include <unistd.h>
#include <iostream>
using namespace std;int main(int argc, char ** argv)
{int ret; // return valchar buf[10] = "";fd_set rdfds;//struct timeval tv; //store timeoutFD_ZERO(&rdfds); //clear rdfdsFD_SET(1, &rdfds); //add stdin handle into rdfdstv.tv_sec = 5;tv.tv_usec = 500;ret = select(1 + 1, &rdfds, NULL, NULL, &tv);if(ret < 0)perror("\nselect");else if(ret == 0)printf("\ntimeout");else{printf("\nret=%d", ret);}if(FD_ISSET(1, &rdfds)){printf("\nreading\n");fread(buf, 9, 1, stdin); // read form stdin}// read(0, buf, 9); /* read from stdin */// fprintf(stdout, "%s\n", buf); /* write to stdout */write(1, buf, strlen(buf)); //write to stdoutprintf("\nRead character length is %ld.\n", strlen(buf));return 0;}

示例：Linux下监控键盘上是否有数据到来？

#include <sys/time.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <assert.h>#include <unistd.h>
#include <iostream>
using namespace std;int main ()
{int keyboard;int ret,i;char c;fd_set readfd;struct timeval timeout;keyboard = open("/dev/tty",O_RDONLY | O_NONBLOCK);assert(keyboard>0);while(1){timeout.tv_sec=1;timeout.tv_usec=0;FD_ZERO(&readfd);FD_SET(keyboard,&readfd);///监控函数ret=select(keyboard+1,&readfd,NULL,NULL,&timeout);if(ret == -1)   //错误情况cout<<"error"<<endl ;else if(ret)    //返回值大于0 有数据到来if(FD_ISSET(keyboard,&readfd)){i=read(keyboard,&c,1);if('\n'==c)continue;printf("hehethe input is %c\n",c);if ('q'==c)break;}else    //超时情况{cout<<"time out"<<endl;continue;}}
}

参考：https://blog.csdn.net/leo115/article/details/8097143

示例：有了select后，可以写出像样的网络程序来！举个简单的例子，就是从网络上接受数据写入一个文件中。

int main()
{int sock;FILE *fp;struct fd_set fds;struct timeval timeout={3,0}; //select等待3秒，3秒轮询，要非阻塞就置0char buffer[256]={0}; //256字节的接收缓冲区/* 假定已经建立UDP连接，具体过程不写，简单，当然TCP也同理，主机ip和port都已经给定，要写的文件已经打开sock=socket(...);bind(...);fp=fopen(...); */while(1){FD_ZERO(&fds); //每次循环都要清空集合，否则不能检测描述符变化FD_SET(sock,&fds); //添加描述符FD_SET(fp,&fds); //同上maxfdp=sock>fp?sock+1:fp+1; //描述符最大值加1switch(select(maxfdp,&fds,&fds,NULL,&timeout)) //select使用{case -1: exit(-1);break; //select错误，退出程序case 0:break; //再次轮询default:if(FD_ISSET(sock,&fds)) //测试sock是否可读，即是否网络上有数据{recvfrom(sock,buffer,256,.....);//接受网络数据    if(FD_ISSET(fp,&fds)) //测试文件是否可写fwrite(fp,buffer...);//写入文件//buffer清空;}// end if break;}// end switch}//end while
}//end main

socket编程示例：

//m_confd为建立好的套接字
fd_set rset;
struct timeval select_timeout;while(true)
{//select_timeout每一次循环都需要设置，因为调用select会将select_timeout清空select_timeout.tv_sec = 5;select_timeout.tv_usec = 0;FD_ZERO(&rset);FD_SET(m_confd, &rset);//检测套接字是否可读，这里只检测读，若需要检测写和异常，填充第三和第四个参数即可ret = select(m_confd+1, &rset, NULL, NULL, &select_timeout);if(ret > 0){if(FD_ISSET(m_confd, &rset)) //检测是否是m_confd套接口有数据可读{///接收数据}else{//说明是其他信号引起的}}else if(0 == ret)   ///超时{//超时未检测到可读信号}else             //异常{//退出线程}
}

2.Windows下使用

函数原型：

int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout);

参数：

int maxfdp 本参数忽略，仅起到兼容作用，设为0即可；。
fd_set* readfds （可选）指针，指向一组等待可读性检查的套接口；
fd_set* writefds （可选）指针，指向一组等待可写性检查的套接口；
fe_set* errorfds （可选）指针，指向一组等待错误检查的套接口；
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：

负值：select错误，返回SOCKET_ERROR错误，应用程序可通过WSAGetLastError()获取相应错误代码
正值：某些文件可读写或出错，调用返回处于就绪状态并且已经包含在fd_set结构中的描述字总数；
0：等待超时，没有可读写或错误的文件。

参考资料：
https://www.cnblogs.com/ccsccs/articles/4224253.html
https://blog.csdn.net/gettogetto/article/details/51442914
https://www.cnblogs.com/renyuan/p/5100184.html
https://blog.csdn.net/flyinautumn/article/details/8088227
https://blog.csdn.net/rootusers/article/details/43604729