select（）如何提醒FD变为“就绪”？

Question

我不知道为什么我很难找到它，但是我正在看一些Linux代码，我们在其中使用select()等待文件描述符来报告它已经准备就绪。从选择的手册页中：

select() and pselect() allow a program to monitor multiple file descriptors,
waiting until one or more of the file descriptors become "ready" for some
class of I/O operation

所以，那太好了……我在某个描述符上调用select，给它一些超时值，然后开始等待指示消失。文件描述符（或描述符的所有者）如何报告其“就绪”，以便select()语句返回？

Answer 1

它 通过 返回报告已准备就绪。

select等待通常不在程序控制范围内的事件。本质上，通过调用select，您的程序会说：“直到…，我都无事可做，请暂停我的过程”。

您指定的条件是一组事件，任何事件都会唤醒您。

例如，如果您正在下载内容，则循环将不得不等待新数据到达，如果传输被卡住或用户中断，则会发生超时，而这恰恰是在select做。

当您进行多次下载时，到达任何连接的数据都会触发程序中的活动（您需要将数据写入磁盘），因此您需要select在文件描述符列表中提供所有下载连接的列表，以供注意“读”。

当您同时将数据上传到某个地方时，您将再次select用来查看连接当前是否接受数据。如果对方在拨号，则它将仅缓慢地确认数据，因此您的本地发送缓冲区始终是满的，并且任何写更多数据的尝试都将阻塞，直到缓冲区空间可用或失败为止。通过将要发送到的文件描述符select作为“写”描述符传递，一旦缓冲区空间可供发送，我们就会得到通知。

一般的想法是您的程序成为 事件驱动的
，即它对来自公共消息循环的外部事件做出反应，而不是执行顺序操作。您告诉内核“这是我要为其执行操作的一组事件”，内核为您提供了一组已发生的事件。两个事件同时发生是很常见的。例如，TCP确认包含在数据包中，这可以使相同的fd可读（数据可用）和可写（已确认的数据已从发送缓冲区中删除），因此您应该准备处理所有事件select再次致电之前。

最好的一点是，select基本上可以给您一个承诺，即一次调用read或write不会阻塞，而无需对调用本身进行任何保证。例如，如果有一个字节的缓冲区空间可用，则可以尝试写入10个字节，内核将返回并说“我已写入1个字节”，因此您也应该准备处理这种情况。一种典型的方法是使用一个缓冲区“要写入此fd的数据”，并且只要它是非空的，就将fd添加到写入集中，并通过尝试写入所有数据来处理“
writeable”事件当前缓冲区中的数据。如果此后缓冲区为空，则可以，否则，请再次等待“可写”。

很少使用“例外”集-它用于具有带外数据的协议，在这些协议中，可能会阻止数据传输，而其他数据则需要通过。如果您的程序当前无法接受来自“可读”文件描述符的数据（例如，您正在下载并且磁盘已满），则您不想在“可读”集中包含描述符，因为您无法处理事件并select在再次调用时立即返回。如果接收方将fd包括在“例外”集中，并且发送方要求其IP堆栈发送包含“紧急”数据的数据包，则接收方将被唤醒，并可以决定丢弃未处理的数据并与发送方重新同步。的telnet协议将其用于例如Ctrl-
C处理。除非您正在设计需要这种功能的协议，否则可以轻松地将其忽略而不会造成损害。

强制代码示例：

#include <sys/types.h>
#include <sys/select.h>

#include <unistd.h>

#include <stdbool.h>

static inline int max(int lhs, int rhs) {
    if(lhs > rhs)
        return lhs;
    else
        return rhs;
}

void copy(int from, int to) {
    char buffer[10];
    int readp = 0;
    int writep = 0;
    bool eof = false;
    for(;;) {
        fd_set readfds, writefds;
        FD_ZERO(&readfds);
        FD_ZERO(&writefds);

        int ravail, wavail;
        if(readp < writep) {
            ravail = writep - readp - 1;
            wavail = sizeof buffer - writep;
        }
        else {
            ravail = sizeof buffer - readp;
            wavail = readp - writep;
        }

        if(!eof && ravail)
            FD_SET(from, &readfds);
        if(wavail)
            FD_SET(to, &writefds);
        else if(eof)
            break;
        int rc = select(max(from,to)+1, &readfds, &writefds, NULL, NULL);
        if(rc == -1)
            break;
        if(FD_ISSET(from, &readfds))
        {
            ssize_t nread = read(from, &buffer[readp], ravail);
            if(nread < 1)
                eof = true;
            readp = readp + nread;
        }
        if(FD_ISSET(to, &writefds))
        {
            ssize_t nwritten = write(to, &buffer[writep], wavail);
            if(nwritten < 1)
                break;
            writep = writep + nwritten;
        }
        if(readp == sizeof buffer && writep != 0)
            readp = 0;
        if(writep == sizeof buffer)
            writep = 0;
    }
}

我们尝试读取是否有可用的缓冲区空间，并且读取侧没有文件结尾或错误，如果缓冲区中有数据，则尝试写入。如果到达文件末尾并且缓冲区为空，那么我们就完成了。

该代码的行为显然不是最优的（它是示例代码），但是您应该能够看到内核做的比我们在读写时要求的少，这是可以接受的，在这种情况下，我们只要回头说“您已经准备就绪”，并且我们永远不会在不询问它是否会阻塞的情况下进行读写。