Нейл Мэтью - Основы программирования в Linux

Аргумент nfdsзадает количество проверяемых файловых дескрипторов, имеются в виду дескрипторы от 0 до nfds-1. Каждое из трех множеств дескрипторов может оказаться пустым указателем, тогда связанный с ним тест не выполняется.

Функция selectвернет управление, если какой-либо из дескрипторов в множестве readfdsготов к чтению, какой-нибудь дескриптор из множества writefdsготов к записи или у одного из дескрипторов множества errorfdесть состояние ошибки. Если ни одно из условий не соблюдается, selectвернет управление после промежутка времени, заданного timeout. Если параметр timeout— пустой указатель и нет активности на сокетах, вызов может быть заблокирован на неопределенное время.

Когда selectвозвращает управление программе, множества дескрипторов будут модифицированы для того, чтобы указать на готовые к чтению или записи или имеющие ошибки дескрипторы. Для их проверки следует использовать макрос FD_ISSET, позволяющий определить, какие дескрипторы требуют внимания. Можно изменить значение timeout для того, чтобы показать время, остающееся до следующего превышения времени ожидания, но такое поведение не задано стандартом X/Open. При превышении времени ожидания все множества дескрипторов будут очищены.

Вызов select возвращает общее количество дескрипторов в модифицированных множествах. В случае сбоя он вернет -1 и установит значение переменной errno, описывающее ошибку. Возможные ошибки — EBADFдля неверных дескрипторов, EINTRдля возврата из-за прерывания и EINVALдля некорректных значений параметров nfdsили timeout.

Несмотря на то, что Linux модифицирует структуру, на которую указывает timeout, фиксируя оставшееся неиспользованное время, большинство версий UNIX этого не делают. Большая часть существующего программного кода, применяющего функцию select, инициализирует структуру типа timevalи затем продолжает использовать ее без обновления содержимого. В системе Linux этот код может выполняться некорректно, поскольку ОС Linux изменяет структуру timevalпри каждом истечении отведенного времени ожидания. Если вы пишете или переносите программный код, использующий функцию select, следует учитывать эту разницу и всегда повторно инициализировать время ожидания. Имейте в виду, что оба подхода корректны, они просто разные!

Выполните упражнение 15.8.

Далее для демонстрации применения функции select приведена программа select.c. Более сложный пример вы увидите чуть позже. Программа читает данные с клавиатуры (стандартный ввод — дескриптор 0) со временем ожидания 2,5 секунды. Данные читаются только тогда, когда ввод готов. Естественно расширить программу, включив в зависимости от характера приложения другие дескрипторы, такие как последовательные каналы (serial lines) и сокеты.

1. Начните как обычно с директив includeи объявлений, а затем инициализируйте inputsдля обработки ввода с клавиатуры:

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

int main() {

char buffer[128];

int result, nread;

fd_set inputs, testfds;

struct timeval timeout;

FD_ZERO(&inputs);

FD_SET(0, &inputs);

2. Подождите ввод из файла stdin в течение максимум 2,5 секунд:

while(1) {

testfds = inputs;

timeout.tv_sec = 2;

timeout.tv_usec = 500000;

result = select(FD_SETSIZE, &testfds, (fd_set *)NULL,

(fd_set*)NULL, &timeout);

3. Спустя это время проверьте result. Если ввода не было, программа выполнит цикл еще раз. Если в нем возникла ошибка, программа завершается:

switch(result) {

case 0:

printf("timeout\n");

break;

case -1:

perror("select");

exit(1);

4. Если во время ожидания у вас наблюдаются некоторые действия, связанные с файловым дескриптором, читайте ввод из stdin и выводите его при каждом получении символа EOL (конец строки), до нажатой комбинации клавиш +:

default:

if (FD_ISSET(0, &testfds)) {

ioctl(0, FIONREAD, &nread);

if (nread == 0) {

printf("keyboard done\n");

exit(0);

}

nread = read(0, buffer, nread);

buffer[nread] = 0;

printf("read %d from keyboard: %s", nread, buffer);

}

break;

}

}

}

Во время выполнения эта программа каждые две с половиной секунды выводит строку timeout. Если вы набираете данные на клавиатуре, она читает файл стандартного ввода и отображает то, что было набрано. В большинстве командных оболочек ввод направляется в программу при нажатии пользователем клавиши (или ) или клавиш управляющей последовательности, поэтому программа будет отображать ввод каждый раз, когда вы нажимаете клавишу . Учтите, что сама клавиша тоже читается и обрабатывается как любой другой символ (попробуйте выполнить ввод без нажатия клавиши, введя ряд символов, за которыми следует комбинация +).

$ ./select

timeout

hello

read 6 from keyboard: hello

fred

read 5 from keyboard: fred

timeout

^D

keyboard done

$

Как это работает

Программа применяет вызов selectдля проверки состояния стандартного ввода. За счет корректировки значения времени ожидания программа каждые 2,5 секунды выводит сообщение об истечении времени ожидания. О нем свидетельствует возвращение 0 функцией select. При достижении конца файла дескриптор стандартного ввода помечается флагом как готовый к вводу, но при этом нет символов, предназначенных для считывания.

Ваша простая серверная программа может выиграть от применения selectдля одновременной обработки множественных клиентов, не прибегая к помощи дочерних процессов. Используя этот метод в реальных приложениях, вы должны следить за тем, чтобы другие клиенты не ждали слишком долго, пока вы обрабатываете первого подключившегося клиента.

Сервер может применять функцию selectодновременно к сокету, ожидающему запросы на подключение, и к сокетам клиентских соединений. Как только активность зафиксирована, можно использовать макрос FD_ISSETдля проверки в цикле всех возможных файловых дескрипторов и выявления активных среди них.

Если сокет, ожидающий запросов на подключение, готов к вводу, это означает, что клиент пытается подсоединиться, и вы можете вызывать функцию acceptбез риска блокировки. Если клиентский дескриптор указывает на готовность, это означает, что есть запрос клиента, ждущий, что вы сможете прочесть и обработать его. Чтение 0 байтов означает, что клиентский процесс завершился, и вы можете закрыть сокет и удалить его из множества своих дескрипторов.