网络编程0x05 select函数

2023-12-09 21:52
文章标签 函数 编程 网络 select 0x05

本文主要是介绍网络编程0x05 select函数，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章目录

    • 事件分类
      • 读事件就绪
      • 写事件就绪
      • 异常事件就绪
    • 接口API
    • select示例
    • nc安装和使用
      • nc安装
      • nc常用命令
    • select函数使用注释事项

select函数的作用是检测一组socket中某个或者某几个是否有"事件"就绪。

事件分类

读事件就绪

  • socket内核中，接收缓冲区中的子节数大于等于低水位标记SO_RCVLOWAT, 此时调用recv或者read函数可以无阻塞的读该描述符，并且返回值大于0
  • TCP对端关闭连接，此时调用recv或read函数对socket进行读，返回值为0
  • 监听fd上有新连接请求
  • socket上有未处理的错误

写事件就绪

  • socket内核中，发送缓冲区中的可用字节数(发送缓冲区的空闲位置)大于等于低水位标记SO_SNDLOWAT, 此时可以无阻塞的写，并且返回值大于0
  • socket的写操作被关闭(调用了close或者shutdown函数)，对于一个写操作被关闭的socket进行写操作，会触发SIGPIPE信号
  • socket有非阻塞的connect连接成功或者失败之后

异常事件就绪

  • socket上收到带外数据

接口API

/* According to POSIX.1-2001 */
#include <sys/select.h>/* According to earlier standards */
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
int  FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
void FD_SET(int fd, fd_set *set);
void FD_ZERO(fd_set *set);

select参数说明：

  • nfds: 所有需要使用select函数监听fd中最大fd值加1
  • readfds: 需要监听可读事件的fd集合
  • writefds: 需要监听可写事件的fd集合
  • exceptfds: 需要监听异常事件的fd集合
  • timeout: 超时时间，即在这个参数设定的时间内检测这些fd事件，超过这个时间后select函数将立即返回。

相关结构体：

timeout超时时间的结构体为struct timeval：

struct timeval {long    tv_sec;         /* seconds */long    tv_usec;        /* microseconds */
};

select函数超时总时间是timeout->tv_sec和timeout->tv_usec之后，前者单位是秒，后者单位是微秒

readfds/writefds/exceptfds的类型都是fd_set。其结构如下：

//  sys/select.h /* The fd_set member is required to be an array of longs.  */
typedef long int __fd_mask;/* Some versions of <linux/posix_types.h> define this macros.  */
#undef	__NFDBITS
/* It's easier to assume 8-bit bytes than to get CHAR_BIT.  */
#define __NFDBITS	(8 * (int) sizeof (__fd_mask))    // 64
#define	__FD_ELT(d)	((d) / __NFDBITS)
#define	__FD_MASK(d)	((__fd_mask) 1 << ((d) % __NFDBITS))/* fd_set for select and pselect.  */
typedef struct{/* XPG4.2 requires this member name.  Otherwise avoid the namefrom the global namespace.  */
#ifdef __USE_XOPEN__fd_mask fds_bits[__FD_SETSIZE / __NFDBITS];
# define __FDS_BITS(set) ((set)->fds_bits)
#else__fd_mask __fds_bits[__FD_SETSIZE / __NFDBITS];  // 1024/64 = 16
# define __FDS_BITS(set) ((set)->__fds_bits)
#endif} fd_set;/* Maximum number of file descriptors in `fd_set'.  */
#define	FD_SETSIZE		__FD_SETSIZE    // 1024/* Access macros for `fd_set'.  */
#define	FD_SET(fd, fdsetp)	__FD_SET (fd, fdsetp)
#define	FD_CLR(fd, fdsetp)	__FD_CLR (fd, fdsetp)
#define	FD_ISSET(fd, fdsetp)	__FD_ISSET (fd, fdsetp)
#define	FD_ZERO(fdsetp)		__FD_ZERO (fdsetp)extern int select (int __nfds, fd_set *__restrict __readfds,fd_set *__restrict __writefds,fd_set *__restrict __exceptfds,struct timeval *__restrict __timeout);/* We don't use `memset' because this would require a prototype andthe array isn't too big.  */
#define __FD_ZERO(s) \do {									      \unsigned int __i;							      \fd_set *__arr = (s);						      \for (__i = 0; __i < sizeof (fd_set) / sizeof (__fd_mask); ++__i)	      \__FDS_BITS (__arr)[__i] = 0;					      \} while (0)
#define __FD_SET(d, s) \((void) (__FDS_BITS (s)[__FD_ELT(d)] |= __FD_MASK(d)))
#define __FD_CLR(d, s) \((void) (__FDS_BITS (s)[__FD_ELT(d)] &= ~__FD_MASK(d)))
#define __FD_ISSET(d, s) \((__FDS_BITS (s)[__FD_ELT (d)] & __FD_MASK (d)) != 0)
  • FD_SET(fd, fdsetp)宏 将一个fd添加到fdsetp这个集合中
  • FD_CLR(fd, fdsetp)宏 从fdsetp集合中删除一个fd
  • FD_ISSET(fd, fdsetp)宏 检测对应位置上是否置1
  • FD_ZERO(fdsetp)宏 将fdsetp中所有fd都清除掉

select示例

/*** @brief select示例*/ 
#include <sys/select.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>#include <iostream>
#include <vector>
#include <mutex>std::mutex g_mutex;#ifndef LOG_MSG
#define LOG_MSG(x)  do {                                            \std::lock_guard<std::mutex> locker(g_mutex);\std::cout << x << std::endl;                \} while(0)
#endif //LOG_MSGconstexpr int32_t kInvalidFd = -1;int main(int argc, char *argv[])
{if (argc < 3){LOG_MSG("Usage: ");LOG_MSG("          " << argv[0] << " $port $ip");return -1;}// 创建监听套接字int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (listenfd < 0){LOG_MSG("create socket fail");return -1;}// init server addrsockaddr_in bindaddr;bindaddr.sin_family = AF_INET;bindaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[2]);      // htonl(INADDR_ANY);bindaddr.sin_port= htons(::atoi(argv[1]));if(bind(listenfd,(struct sockaddr*) &bindaddr, sizeof(bindaddr)) == -1){LOG_MSG("bind error");close(listenfd);return -1;}// start listenif(listen(listenfd, SOMAXCONN) == -1){LOG_MSG("listen error");close(listenfd);return -1;}std::vector<int> clientfds;char recvbuf[256];int maxfd = listenfd;do{fd_set readset;FD_ZERO(&readset);  FD_SET(listenfd, &readset);for (auto& item : clientfds){if (item != kInvalidFd){FD_SET(item, &readset);}}timeval tm;tm.tv_sec = 1;tm.tv_usec = 0;const auto ret = select(maxfd + 1, &readset, nullptr, nullptr, &tm);if (ret < 0){if (errno != EINTR)break;}else if (ret == 0){// timeoutcontinue;}else{if (FD_ISSET(listenfd, &readset)){// 检查监听fd上是否有读事件struct sockaddr_in clientaddr;socklen_t client_len = sizeof(clientaddr);int clientfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&clientaddr, &client_len);if (clientfd < 0){// 连接出错，退出break;}LOG_MSG("accept a client connection, fd " << clientfd << " : " << inet_ntoa(clientaddr.sin_addr));clientfds.emplace_back(clientfd);if (clientfd > maxfd)maxfd = clientfd;}else{for (auto& clifd : clientfds){if (clifd != kInvalidFd && FD_ISSET(clifd, &readset)){memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));int length = recv(clifd, recvbuf, 256, 0);if (length <= 0 && errno != EINTR){LOG_MSG("recv data error, clienfd: " << clifd);close(clifd);clifd = kInvalidFd;continue;}LOG_MSG("clientfd: " << clifd << ", recv data: " << recvbuf);}}}}} while (true);for (const auto& clifd : clientfds){if (clifd != kInvalidFd){close(clifd);}}close(listenfd);return 0;
}

程序执行后输出结果如下：

# 启动服务端
➜  build ./test_select 8899 127.0.0.1
accept a client connection, fd 4 : 127.0.0.1
clientfd: 4, recv data: 33312222clientfd: 4, recv data: 455533322332clientfd: 4, recv data: 4444recv data error, clienfd: 4
# 启动客户端
➜  ~ nc -v 127.0.0.1 8899
Ncat: Version 7.50 ( https://nmap.org/ncat )
Ncat: Connected to 127.0.0.1:8899.
33312222
455533322332
4444

由于nc发送的数据是按换行符来区分的，每个数据包默认的换行符以\n结束，所以服务端收到数据后，显示出来的数据每一行下面都一个空白行。

nc安装和使用

nc安装

在CentOS上，可以使用以下命令安装nc：

yum update  
yum install nc

nc常用命令

  1. 打开一个终端并启动nc监听器：nc -lnvp <端口号>
# 监听端口号为1234的端口
nc -lnvp 1234
  1. 在另一个终端中，输入以下命令以连接到nc监听器：nc <IP地址> <端口号>
# 连接到IP地址为192.168.1.100的计算机上的端口号为1234
nc 192.168.1.100 1234

select函数使用注释事项

  1. select函数调用前后会修改readfds/writefds/exceptfds这3个集合中的内容，所以下次调用select复用这个变量，需要再次调用FD_ZERO将集合清理，然后调用FD_SET将需要检测的事件fd再次添加进去。
  2. select函数也会修改timeval结构体的值，如果我们需要复用这个变量，需要给timeval变量重新设置值。
  3. select函数的timeval结构体的tv_sec和tv_usec这个两个值设置为0, 即检测事件设置超时时间为0. 其行为是select会检测相关集合中的fd, 如果没有就绪的事件，则立即返回。

这篇关于网络编程0x05 select函数的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/475207。

相关文章

hdu1171（母函数或多重背包）

hdu1171（母函数或多重背包）

题意：把物品分成两份，使得价值最接近 可以用背包，或者是母函数来解，母函数（1 + x^v+x^2v+.....+x^num*v）（1 + x^v+x^2v+.....+x^num*v）（1 + x^v+x^2v+.....+x^num*v） 其中指数为价值，每一项的数目为（该物品数+1）个 代码如下： #include<iostream>#include<algorithm>
阅读更多...
Linux 网络编程 --- 应用层

Linux 网络编程 --- 应用层

一、自定义协议和序列化反序列化 代码： 序列化反序列化实现网络版本计算器 二、HTTP协议 1、谈两个简单的预备知识 https://www.baidu.com/ --- 域名 --- 域名解析 --- IP地址 http的端口号为80端口，https的端口号为443 url为统一资源定位符。CSDNhttps://mp.csdn.net/mp_blog/creation/editor
阅读更多...
【Python编程】Linux创建虚拟环境并配置与notebook相连接

【Python编程】Linux创建虚拟环境并配置与notebook相连接

1.创建 使用 venv 创建虚拟环境。例如，在当前目录下创建一个名为 myenv 的虚拟环境： python3 -m venv myenv 2.激活 激活虚拟环境使其成为当前终端会话的活动环境。运行： source myenv/bin/activate 3.与notebook连接 在虚拟环境中，使用 pip 安装 Jupyter 和 ipykernel： pip instal
阅读更多...
ASIO网络调试助手之一：简介

ASIO网络调试助手之一：简介

多年前，写过几篇《Boost.Asio C++网络编程》的学习文章，一直没机会实践。最近项目中用到了Asio，于是抽空写了个网络调试助手。 开发环境： Win10 Qt5.12.6 + Asio(standalone) + spdlog 支持协议： UDP + TCP Client + TCP Server 独立的Asio（http://www.think-async.com）只包含了头文件，不依
阅读更多...
poj 3181 网络流，建图。

poj 3181 网络流，建图。

题意： 农夫约翰为他的牛准备了F种食物和D种饮料。 每头牛都有各自喜欢的食物和饮料，而每种食物和饮料都只能分配给一头牛。 问最多能有多少头牛可以同时得到喜欢的食物和饮料。 解析： 由于要同时得到喜欢的食物和饮料，所以网络流建图的时候要把牛拆点了。 如下建图： s -> 食物 -> 牛1 -> 牛2 -> 饮料 -> t 所以分配一下点： s  =  0， 牛1= 1~
阅读更多...
poj 3068 有流量限制的最小费用网络流

poj 3068 有流量限制的最小费用网络流

题意： m条有向边连接了n个仓库，每条边都有一定费用。 将两种危险品从0运到n-1，除了起点和终点外，危险品不能放在一起，也不能走相同的路径。 求最小的费用是多少。 解析： 抽象出一个源点s一个汇点t，源点与0相连，费用为0，容量为2。 汇点与n - 1相连，费用为0，容量为2。 每条边之间也相连，费用为每条边的费用，容量为1。 建图完毕之后，求一条流量为2的最小费用流就行了
阅读更多...
poj 2112 网络流+二分

poj 2112 网络流+二分

题意： k台挤奶机，c头牛，每台挤奶机可以挤m头牛。 现在给出每只牛到挤奶机的距离矩阵，求最小化牛的最大路程。 解析： 最大值最小化，最小值最大化，用二分来做。 先求出两点之间的最短距离。 然后二分匹配牛到挤奶机的最大路程，匹配中的判断是在这个最大路程下，是否牛的数量达到c只。 如何求牛的数量呢，用网络流来做。 从源点到牛引一条容量为1的边，然后挤奶机到汇点引一条容量为m的边
阅读更多...
【编程底层思考】垃圾收集机制，GC算法，垃圾收集器类型概述

【编程底层思考】垃圾收集机制，GC算法，垃圾收集器类型概述

Java的垃圾收集（Garbage Collection，GC）机制是Java语言的一大特色，它负责自动管理内存的回收，释放不再使用的对象所占用的内存。以下是对Java垃圾收集机制的详细介绍： 一、垃圾收集机制概述： 对象存活判断：垃圾收集器定期检查堆内存中的对象，判断哪些对象是“垃圾”，即不再被任何引用链直接或间接引用的对象。内存回收：将判断为垃圾的对象占用的内存进行回收，以便重新使用。
阅读更多...
C++操作符重载实例(独立函数)

C++操作符重载实例(独立函数)

C++操作符重载实例，我们把坐标值CVector的加法进行重载，计算c3=c1+c2时，也就是计算x3=x1+x2，y3=y1+y2，今天我们以独立函数的方式重载操作符+（加号），以下是C++代码： c1802.cpp源代码： D:\YcjWork\CppTour>vim c1802.cpp #include <iostream>using namespace std;/*** 以独立函数
阅读更多...
Go Playground 在线编程环境

Go Playground 在线编程环境

For all examples in this and the next chapter, we will use Go Playground. Go Playground represents a web service that can run programs written in Go. It can be opened in a web browser using the follow
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2