《unix网络编程》（13)select、shutdown函数

比眉伴天荒 2022-08-07 11:54 216阅读 0赞

[《unix网络编程》（11）tcp服务器的几种常见状况分析][unix_11_tcp]的“服务器进程终止”提到客户阻塞于fgets所以没办法收到服务器发的FIN，只有当客户再次输入文本并发送给服务器后才会从套接字中读取，这时才知道服务器的状态。但这可能已经过了很长时间。**这样的进程就需要预先告知内核的能力，使得内核一旦发现进程指定的一个或多个I/O条件就绪（即，输入已经准备好读取，或描述符能够承接更多输出），它就通知进程。这种能力就是I/O复用（I/O mutiplexing）**。该能力由select和poll支持。

# select #

**该函数允许进程指示内核等待多个事件中的任何一个发生，并只在有一个或多个事件发生或经历了一段指定的时间后才唤醒它。**

## select函数及参数    ##

#include <sys/select.h>
    #include <sys/time.h>
    int select(int maxfdp1, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
               fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
    //返回：若有就绪描述符则返回就绪描述符的数目，若超时返回0，若出错返回-1

参数：

**（1） timeout**：告知内核等待指定描述符中任何一个就绪花费的最长时间，其timeval结构用于指定秒数和微妙数。

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

使用select，设置其3个set为空指针， nfds为0， 一个非空的timeout来达到较为 **精确的sleep**（单位为微秒），普通的sleep单位为 **秒**。  
timeout取值：  
（1）timeout== NULL，仅当一个描述符准备好I/O时才返回。  
（2）timeout->tv\_sec == 0 && tvptr->tv\_usec == 0，立即返回，称为 轮询（ [非阻塞式I/O就是轮询][I_O]）。  
（3） timeout->tv\_sec != 0 || tvptr->tv\_usec !=0， 等待特定时间长度，超时返回0； **在这段时间内**如果有描述符准备好就返回。

（2）中间的三个参数：指定要让内核测试读、写、异常的描述符，**若对某一个不感兴趣可置为NULL**。

这三个参数都是[值-结果参数][-]，调用函数时，用于指定所关心的描述符的值；函数返回时，结果将指示哪些描述符已经就绪。

select使用描述符集，通常是一个整数数组，其中每个整数的**一位对应一个**描述符。而poll是用可变长度的结构数组，每个结构代表一个描述符。

通过fd\_set的数据类型和四个宏实现：

FD_CLR(int fd, fd_set *set);  //关闭fd_set中的fd位
           FD_ISSET(int fd, fd_set *set); //测试该位是否打开，如果为1则该位对应描述符就绪
           FD_SET(int fd, fd_set *set);  //打开该fd位
           FD_ZERO(fd_set *set);         //清空所有位

如下打开描述符1、4位：

fd_set rset；
    FD_ZERO(&rset);  //清空所有，每次调用select都要清空为0
    FD_SET(1,&rset);  //调用select将我们关心的位置为1.
    FD_SET(4,&rset);

（3）maxfdp1参数指定待测试的描述符的个数，其值为最大待测试描述符加1。例如上例打开1、4描述符，那么这里maxfdp1值为5。

## 描述符就绪条件 ##

当某套接字发生错误，将由select标记为既可读又可写。

![Center][]

# shutdown函数 #

终止网络连接通常使用close函数。

不过close有两个限制，但可通过shutdown函数避免。

**（1）close把描述符引用计数减1，仅在该计数为0时才关闭套接字。shutdown可以不管引用计数就激发TCP的正常连接终止。**

**（2）close终止读和写两个方向的数据传输。有时候需要告诉对端我们已经发完数据，即使对端仍有数据发送**。

#include <sys/socket.h>
    int shutdown(int sockfd, int howto);
    //成功返回0，出错返回-1

shutdown允许我们处理批量数据，典型情况：

![Center 1][]

该函数行为依赖于howto参数：

（1）SHUT\_RD

关闭连接读这一半——套接字不再有数据接收，而且套接字**接收缓冲区现有数据丢弃**。不再对这样的套接字调用读函数。**来自对端的数据都被确认并丢弃**。

（2）SHUT\_WR

关闭连接写这一半，这称为半关闭。当前留在套接字**缓冲区内的数据将被发送掉**，后跟TCP的正常连接终止序列。

（3）SHUT\_RDWR

连接的读和写都关闭。

[unix_11_tcp]: http://blog.csdn.net/u013074465/article/details/44875319
[I_O]: http://blog.csdn.net/u013074465/article/details/44876081#t2
[-]: http://blog.csdn.net/u013074465/article/details/44803675#t4
[Center]: /images/20220805/327701a547e145d8a373e849572eb8da.png
[Center 1]: /images/20220805/ad768af1262b4f9390070b9c425c4456.png