select

select 函数允许进程指示内核等待多个事件，并在有一个或多个时间或经历指定时间后唤醒进程。

1. select

#include <sys/select.h>

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

• 作用：指示内核等待多个事件，并在有一个或多个时间或经历指定时间后唤醒进程。
• 参数：
  • nfds: 待测试的最大描述符 +1；
  • readfds: 监听读的 fd 集合；
  • writefds: 监听写得 fd 集合；
  • errorfds: 监听异常的 fd 集合；
  • timeout: 等待超时时间。
    • NULL: 永远等下去；
    • 非 NULL 且不为值 0: 等待指定时间；
    • 非 NULL 且值为 0: 不等待，检查描述符后立即返回。（轮询）
• 返回：
• 返回：
  • 成功：就绪描述符数目
  • 超时：0
  • 出错：-1

2. 描述符就绪条件

• 读就绪：
  • 该套接字接收缓冲区的数据字节数>=套接字缓冲区低水位标记的当前大小。
    • 高于水位，认为可读。
  • 该套接字的读半部关闭 (接收了 FIN 的 TCP 连接)。
    • 返回 EOF
  • 该套接字是一个监听套接字且已完成的连接数不为 0。
    • 此时 accept 通常不阻塞。
  • 其上有一个套接字错误待处理。
    • 读操作不阻塞、返回 -1，并设置 errno。
    • 待处理错误，可通过 getsockoptvidkSO_ERROR 套接字获取并清除。
• 写就绪：
  • 发送缓冲区的数据字节数>=套接字缓冲区低水位标记的当前大小。
  • 该连接的写半部关闭。
    • 此时写，会产生SIGPIPE信号。
  • 使用非阻塞 connect 的套接字已建立连接，或者 connect 已经以失败告终。
  • 其上有一个套接字错误待处理。
• 异常就绪：（？！）
  • 套接字存在带外数据或者仍处于带外标记。
    • 注意：当某个套接字上发生错误时，它将由 select 标记为可读又可写。
• 汇总：

  条件	可读吗？	可写吗？	异常吗？
  有数据可读	+
  关闭连接的读一半	+
  给监听套接字准备好新连接	+
  有可用于写得空间		+
  关闭连接的写一半		+
  待处理错误	+	+
  TCP 带外数据			+

3. shutdown

终止网络连接的通常方法是 close 函数，但是 close 有两个限制：（可以用 shutdown 来避免）。

• close 把描述符的引用计数 -1，仅在计数为 0 时才关闭套接字。
• close 终止读和写两个方向的数据传送。

#include <sys/socket.h>

int shutdown(int sockfd, int howto);

• 作用：关闭网络连接。

• 参数：

  • howto:
    • SHUT_RD: 关闭连接的读一半。
    • SHUT_WR: 关闭连接的写一半。
    • SHUT_RDWR: 读写都关闭。（与调用两次 shutdown 等效。）

• 返回：

  • 成功：0
  • 失败：Exxx 值

A. 注意、拓展

• timeval 结构允许指定微秒级的分辨率，然而内核支持的真实分辨率往往粗糙得多。
• timeval 结构能支持 select 不支持的值。
• 如果 select 的三个 fds 都设置为 NULL，则可以得到一个比 sleep 函数更为精确的定时器。
• 使用 select 的最常见错误：
  • 忘记对最大描述符 +1；
  • 忘记描述符集是值——结果参数。
• 接收低水位标记和发送低水位标记的作用是什么？
  • 目的在于：允许应用进程控制在 select 返回可读/可写条件之前，有多少数据可读或有多大空间可用于写。
  • 例如：如果我们知道除非至少存在 64 字节数据，否则我们的应用程序无事可做，那么可以将接受低水位标记设置为 64。防止过早唤醒。
• 任何 UDP 套接字只要其发送低水位标记``<=发送缓冲区大小，就总是可写的。（因为 UDP 不需要连接）