利用select函數實現非阻塞式的socket accept

利用select函數實現非阻塞式的socket accept這個實現是我在閱讀Superuser源碼的過程中看到的。當時就在想,雖然我們知道select函數的使用方法,爲什麼我們在適當的地方想不起來使用它呢。看來這些好的習慣需要有意識的去養成。

select系統調用是用來讓我們的程序監視多個文件句柄(file descrīptor)的狀態變化的。程序會停在select這裏等待,直到被監視的文件句柄有某一個或多個發生了狀態改變。
select函數原型如下:
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
函數的最後一個參數timeout顯然是一個超時時間值,其類型是struct timeval *,即一個struct timeval結構的變量的指針,所以我們在程序裏要申明一個struct timeval tv;然後把變量tv的地址&tv傳遞給select函數。struct timeval結構如下:

struct timeval {
long    tv_sec;         /* seconds */
long    tv_usec;        /* microseconds */
};
第2、3、4三個參數是一樣的類型: fd_set *,即我們在程序裏要申明幾個fd_set類型的變量,比如rdfds, wtfds, exfds,然後把這個變量的地址&rdfds, &wtfds, &exfds 傳遞給select函數。這三個參數都是一個句柄的集合,第一個rdfds是用來保存這樣的句柄的:當句柄的狀態變成可讀的時系統就會告訴select函數返回,同理第二個wtfds是指有句柄狀態變成可寫的時系統就會告訴select函數返回,同理第三個參數exfds是特殊情況,即句柄上有特殊情況發生時系統會告訴select函數返回。特殊情況比如對方通過一個socket句柄發來了緊急數據。而第一個參數將在下面的內容中進行分析。

如果我們程序裏只想檢測某個socket是否有數據可讀,我們可以這樣:

fd_set rdfds; /* 先申明一個 fd_set 集合來保存我們要檢測的 socket句柄 */
struct timeval tv; /* 申明一個時間變量來保存時間 */
int ret; /* 保存返回值 */
FD_ZERO(&rdfds); /* 用select函數之前先把集合清零 */
FD_SET(socket, &rdfds); /* 把要檢測的句柄socket加入到集合裏 */
tv.tv_sec = 1;
tv.tv_usec = 500; /* 設置select等待的最大時間爲1秒加500毫秒 */
ret = select(socket + 1, &rdfds, NULL, NULL, &tv); /* 檢測我們上面設置到集合rdfds裏的句柄是否有可讀信息 */
if(ret < 0) perror("select");/* 這說明select函數出錯 */
else if(ret == 0) printf("超時\n"); /* 說明在我們設定的時間值1秒加500毫秒的時間內,socket的狀態沒有發生變化 */
else { /* 說明等待時間還未到1秒加500毫秒,socket的狀態發生了變化 */
printf("ret=%d\n", ret); /* ret這個返回值記錄了發生狀態變化的句柄的數目,由於我們只監視了socket這一個句柄,所以這裏一定ret=1,如果同時有多個句柄發生變化返回的就是句柄的總和了 */
/* 這裏我們就應該從socket這個句柄裏讀取數據了,因爲select函數已經告訴我們這個句柄裏有數據可讀 */
if(FD_ISSET(socket, &rdfds)) { /* 先判斷一下socket這外被監視的句柄是否真的變成可讀的了 */
/* 讀取socket句柄裏的數據 */
recv(...);
}
}
其實一直我都不明白爲什麼select函數的第一個參數時socket+1呢?這次我在網上查了一下,大概可以這麼理解:

Linux下select函數的第一個參數用來指定測試的文件描述符的最大值,select在一個範圍n內去遍歷文件描述符時,因爲文件描述符是從0開始的,所以n-1了,而進行+1操作

就是爲了實現n-1+1=n。好繞口啊,其實這個參數不是重點,你也可以設置爲FD_SETSIZE,不過這樣做會降低效率,因爲遍歷的socket多餘了。(如果不理解就不要理解了吧,記住就可以了)。

接下來看一下su程序中如何來通過這個函數實現Socktet非阻塞等待連接的,在su.c文件中socket_accept函數實現了Socktet非阻塞等待連接

static int socket_accept(int serv_fd) {
    struct timeval tv;
    fd_set fds;
    int fd, rc;

    /* Wait 20 seconds for a connection, then give up. */
    tv.tv_sec = 20;
    tv.tv_usec = 0;
    FD_ZERO(&fds);//清空readable fd集
    FD_SET(serv_fd, &fds);//將serv_fd放入要進行測試的fds集中
    do {
        rc = select(serv_fd + 1, &fds, NULL, NULL, &tv);//使用select()函數來實現非阻塞等待連接
    } while (rc < 0 && errno == EINTR);
    if (rc < 1) {
        PLOGE("select");
        return -1;
    }
    if(FD_ISSET(serv_fd,&fds))//判斷有一個描述符準備好了
	{
        fd = accept(serv_fd, NULL, NULL);//然後直接接收到fd就行了,不用阻塞在這兒等待
	}
    if (fd < 0) {
        PLOGE("accept");
        return -1;
    }

    return fd;
}



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