select 和 poll基本用法

select函數

函數原型

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

（1）timeout == NULL，永遠等待，如果捕捉到一個信號select返回-1，errno設置爲EINTR。
（2）timeout->tv_sec == 0 && timeout->tv_usec == 0，根本不等待，輪詢系統不阻塞select函數的方法
（3）timeout->tv_sec != 0 || timeout->tv_usec != 0，等待指定的秒數和微妙數，如果在超時到期時還沒有一個描述符準備好，則返回值爲0

操作函數

   void FD_SET(int fd, fd_set *set);
   void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
   int  FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
   void FD_ZERO(fd_set *set);

返回值

（1）返回值-1表示出錯.這是可能發生的，例如，在所指定的描述符一個都沒有準備好時捕捉到一個信號。在這種情況下，一個描述符集都不修改
（2）返回值0表示沒有描述符準備好。若指定的描述符一個都沒有準備好，指定的時間就過了，那麼就會發生這種情況。此時，所有的描述符集都會被置0
（3）一個正的返回值說明了已經準備好的描述符數。改制是3個描述符集中已準備好的描述符數之和，如果同一描述符已準備好讀和寫，那麼在返回值中就會對其記數兩次

幾點說明

（1）一個描述符阻塞與否並不影響select是否阻塞
（2）如果在一個文件描述符上碰到了文件尾端，則select會認爲該描述符時可讀的，然後調用read會返回0，這是UNIX系統指示到達文件尾端的方法

pselect函數

 int pselect(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
               fd_set *exceptfds, const struct timespec *timeout,
               const sigset_t *sigmask);

除以下幾點外，pselect與select相同
- select的超時值用timeval結構指定，pselect用timespec接收，timespec結構以秒和納秒錶示超時值，而非秒和微秒，可以提供更精準的超時時間
- pselect的超時值被聲明爲const,這保證了調用pselect不會改變此值
- pselect使用可選信號屏蔽字。若sigmask爲NULＬ，那麼在與信號有關的方面，pselect和select相同。若sigmask指向一信號屏蔽字，在調用pselect時，以原子操作的方式安裝該信號屏蔽字。在返回時，回覆以前的信號屏蔽字

測試程序

／*server.c*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <ctype.h>

#include "wrap.h"

#define SERV_PORT 6666

int main(int argc, char *argv[])
{
    int i, j, n, maxi;

    int nready, client[FD_SETSIZE];                 /* 自定義數組client, 防止遍歷1024個文件描述符  FD_SETSIZE默認爲1024 */
    int maxfd, listenfd, connfd, sockfd;
    char buf[BUFSIZ], str[INET_ADDRSTRLEN];         /* #define INET_ADDRSTRLEN 16 */

    struct sockaddr_in clie_addr, serv_addr;
    socklen_t clie_addr_len;
    fd_set rset, allset;                            /* rset 讀事件文件描述符集合 allset用來暫存 */

    listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    int opt = 1;
    setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));

    bzero(&serv_addr, sizeof(serv_addr));
    serv_addr.sin_family= AF_INET;
    serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serv_addr.sin_port= htons(SERV_PORT);

    Bind(listenfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr));
    Listen(listenfd, 128);

    maxfd = listenfd;                           /* 起初 listenfd 即爲最大文件描述符 */

    maxi = -1;                                  /* 將來用作client[]的下標, 初始值指向0個元素之前下標位置 */
    for (i = 0; i < FD_SETSIZE; i++)
        client[i] = -1;                         /* 用-1初始化client[] */

    FD_ZERO(&allset);
    FD_SET(listenfd, &allset);                  /* 構造select監控文件描述符集 */

    while (1) {   
        rset = allset;                          /* 每次循環時都從新設置select監控信號集 */
        nready = select(maxfd+1, &rset, NULL, NULL, NULL);
        if (nready < 0)
            perr_exit("select error");

        if (FD_ISSET(listenfd, &rset)) {        /* 說明有新的客戶端鏈接請求 */

            clie_addr_len = sizeof(clie_addr);
            connfd = Accept(listenfd, (struct sockaddr *)&clie_addr, &clie_addr_len);       　　　　　　　　　　　　　/* Accept 不會阻塞 */
            printf("received from %s at PORT %d\n",
                    inet_ntop(AF_INET, &clie_addr.sin_addr, str, sizeof(str)),
                    ntohs(clie_addr.sin_port));

            for (i = 0; i < FD_SETSIZE; i++)
                if (client[i] < 0) {             /* 找client[]中沒有使用的位置 */
                    client[i] = connfd;          /* 保存accept返回的文件描述符到client[]裏 */
                    break;
                }

            if (i == FD_SETSIZE) {               /* 達到select能監控的文件個數上限 1024 */
                fputs("too many clients\n", stderr);
                exit(1);
            }

            FD_SET(connfd, &allset);             /* 向監控文件描述符集合allset添加新的文件描述符connfd */
            if (connfd > maxfd)
                maxfd = connfd;                  /* select第一個參數需要 */

            if (i > maxi)
                maxi = i;                        /* 保證maxi存的總是client[]最後一個元素下標 */

            if (--nready == 0)
                continue;
        } 

        for (i = 0; i <= maxi; i++) {            /* 檢測哪個clients 有數據就緒 */

            if ((sockfd = client[i]) < 0)
                continue;
            if (FD_ISSET(sockfd, &rset)) {

                if ((n = Read(sockfd, buf, sizeof(buf))) == 0) {    
                /* 當client關閉鏈接時,服務器端也關閉對應鏈接 */
                    Close(sockfd);
                    FD_CLR(sockfd, &allset);      /* 解除select對此文件描述符的監控 */
                    client[i] = -1;
                } 
                else if (n > 0) {
                    for (j = 0; j < n; j++)
                        buf[j] = toupper(buf[j]);
                    Write(sockfd, buf, n);
                    Write(STDOUT_FILENO, buf, n);
                }

                if (--nready == 0)
                    break;                         /* 跳出for, 但還在while中 */
            }
        }
    }
    Close(listenfd);
    return 0;
}

poll函數

int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);

struct pollfd {
int fd; /* file descriptor */
short events; /* requested events */
short revents; /* returned events */
};
常用events宏：POLLIN(讀事件)，POLLOUT（寫事件），POLLERR（異常事件）

測試程序

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <poll.h>
#include <errno.h>
#include <ctype.h>

#include "wrap.h"

#define MAXLINE 80
#define SERV_PORT 8000
#define OPEN_MAX 1024

int main(int argc, char *argv[])
{
    int i, j, maxi, listenfd, connfd, sockfd;
    int nready;                                 /*接收poll返回值, 記錄滿足監聽事件的fd個數*/
    ssize_t n;

    char buf[MAXLINE], str[INET_ADDRSTRLEN];
    socklen_t clilen;
    struct pollfd client[OPEN_MAX];
    struct sockaddr_in cliaddr, servaddr;

    listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    int opt = 1;
    setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));

    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

    Bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
    Listen(listenfd, 128);

    client[0].fd = listenfd;                    /* 要監聽的第一個文件描述符 存入client[0]*/
    client[0].events = POLLIN;                  /* listenfd監聽普通讀事件 */

    for (i = 1; i < OPEN_MAX; i++)
        client[i].fd = -1;                      /* 用-1初始化client[]裏剩下元素 0也是文件描述符,不能用 */

    maxi = 0;                                   /* client[]數組有效元素中最大元素下標 */

    for ( ; ; ) {
        nready = poll(client, maxi+1, -1);      /* 阻塞監聽是否有客戶端鏈接請求 */

        if (client[0].revents & POLLIN) {       /* listenfd有讀事件就緒 */

            clilen = sizeof(cliaddr);
            connfd = Accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &clilen);
               /* 接收客戶端請求 Accept 不會阻塞 */
            printf("received from %s at PORT %d\n",
                    inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)),
                    ntohs(cliaddr.sin_port));

            for (i = 1; i < OPEN_MAX; i++)
                if (client[i].fd < 0) {
                    client[i].fd = connfd;      /* 找到client[]中空閒的位置,存放accept返回的connfd */
                    break;
                }

            if (i == OPEN_MAX)                  /* 達到了最大客戶端數 */
                perr_exit("too many clients");

            client[i].events = POLLIN;          /* 設置剛剛返回的connfd,監控讀事件 */
            if (i > maxi)
                maxi = i;                       /* 更新client[]中最大元素下標 */
            if (--nready <= 0)
                continue;                       /* 沒有更多就緒事件時,繼續回到poll阻塞 */
        }

        for (i = 1; i <= maxi; i++) {           
        /* 前面的if沒滿足,說明沒有listenfd滿足. 檢測client[] 看是哪個connfd就緒 */
            if ((sockfd = client[i].fd) < 0)
                continue;

            if (client[i].revents & POLLIN) {

                if ((n = Read(sockfd, buf, MAXLINE)) < 0) {
                    /* connection reset by client */
                    if (errno == ECONNRESET) {  /* 收到RST標誌 */
                        printf("client[%d] aborted connection\n", i);
                        Close(sockfd);
                        client[i].fd = -1;      
                      /* poll中不監控該文件描述符,直接置爲-1即可,不用像select中那樣移除 */
                    } 
                    else
                        perr_exit("read error");

                else if (n == 0) {            /* 說明客戶端先關閉鏈接 */
                    printf("client[%d] closed connection\n", i);
                    Close(sockfd);
                    client[i].fd = -1;
                } 
                else {
                    for (j = 0; j < n; j++)
                        buf[j] = toupper(buf[j]);
                    Writen(sockfd, buf, n);
                }
                if (--nready <= 0)
                    break;
            }
        }
    }
    return 0;
}

select 和 poll基本用法

select函數

函數原型

操作函數

返回值

幾點說明

pselect函數

測試程序

poll函數

測試程序

區別

1 poll函數可以突破1024的限制，可以通過改變配置文件實現

2 監聽和返回的集合是分離的，所以poll函數不用像select函數對返回結果依次遍歷來尋找有事件發生的文件描述符

select 和 poll基本用法

epoll 基礎API

大端法(big endian) 小端法(small endian)

APUE讀書筆記-第十二章-線程控制

c++ primer 筆記，第十章（泛型算法）

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結