select相关

1. 定义

同步IO多路复用。

select(2) 和 pselect(2) 的区别：

• 时间精度不同，select(2) 用 struct timeval，精确到us，pselect(2) 用 struct timespec
  ，精确到ns
• select(2) 会更新 timeout ，提示还剩下多长时间，pselect() 不会更新参数
• select(2) 不会捕获信号，没有 sigmask 参数

/* According to POSIX.1-2001 */
#include <sys/select.h>

/* According to earlier standards */
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

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

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);

#include <sys/select.h>

struct timespec {
    long tv_sec;    /* seconds */
    long tv_nsec;   /* nanoseconds */
};
int pselect(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
            fd_set *exceptfds, const struct timespec *timeout,
            const sigset_t *sigmask);

Feature Test Macro Requirements for glibc (see feature_test_macros(7)):

pselect(): _POSIX_C_SOURCE >= 200112L || _XOPEN_SOURCE >= 600

2. 使用

2.1. 输入

监听三组相互独立的fd组：可读事件组，可写事件组，异常事件组。FD_()函数族可以控制fd_set。返回也是在这些地方，因此如果再循环中使用select()时，需要每次都重新初始化希望监听的组。返回的fd在可读事件组中，表示该fd上可以立刻读出数据；在可写事件组中，表示该fd有空间可以写。

nfds是三组中fd编号最大的值再+1。

timeout控制阻塞时间，NULL表示一直阻塞，0表示不阻塞，立刻返回。

sigmask不为NULL时，pselect(2)会先将当前监听的信号组保存，替换成sigmask指向的信号组，然后进行select，返回后再恢复之前的信号组。也就是说，这样的调用:

ready = pselect(nfds, &readfds, &writefds, &exceptfds, timeout, &sigmask);

会等价于 原子性 的执行:

sigset_t origmask;

pthread_sigmask(SIG_SETMASK, &sigmask, &origmask);
ready = select(nfds, &readfds, &writefds, &exceptfds, timeout);
pthread_sigmask(SIG_SETMASK, &origmask, NULL);

2.2. 输出

大于0：表示三个返回的fd组中fd的总个数，需要用FD_ISSET()检查某个fd是否有事件返回
0: 超时
-1: 失败，并设置errno，此时fd组和timeout未定义，不能使用

errno:

• EBADF: 输入的fd组中有无效的fd(fd已关闭，或者已经发生了错误)。
• EINTR: 产生信号
• EINVAL: nfds是负数或者timeout无效
• ENOMEM: 没有内存创建内部表

3. 为什么要有pselect(2)

UNIX网络编程给了个例子。这个程序的SIGINT信号处理函数设置全局变量intr_flag并返回，然后程序主逻辑检查intr_flag是否设置，如果设置了就进行处理。如果主逻辑阻塞在select()调用，此时产生了SIGINT信号，select()会返回EINTR错误，返回之后，可以继续检查intr_flag是否设置了。代码大致长这样：

if (intr_flag)      // 1
    handle_intr();  // 处理SIGINT信号
if ((nready = select(...)) < 0) {   // 2
    if (errno == EINTR) {
        if (intr_flag)
            handle_intr();
    }
}

但有个问题，如果主逻辑在测试intr_flag(1)和调用select(2) 之间有信号发生的话，并且如果select永远阻塞，该信号将丢失。使用pselect就可以安全处理这种情况：

sigset_t newmask, oldmask, zeromask;

sigemptyset(&zeromask);
sigemptyset(&newmask);
sigaddset(&newmask, SIGINT);

sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, &oldmask);  // block SIGINT
if (intr_flag)      // 1
    handle_intr();
if ((nready = pselect(..., &zeromask)) < 0) {   // 2
    if (errno == EINTR) {
        if (intr_flag)
            handle_intr();
    }
    ...
}

在测试intr_flag之前，阻塞掉SIGINT，当调用pselect时，将阻塞的信号集替换为空集zeromask，解除对SIGINT的屏蔽，pselect返回时，又会将SIGINT屏蔽掉，这样，SIGINT信号只会在(1)之前和pselect()被阻塞时(2)捕获，保证不会错过对信号的处理。

在man 2 select_tut中有个完整些的例子，可以看看。

4. 多线程

如果正在被select()监听的fd在另一个线程中被关闭，结果无定义。一些UNIX系统上，select()解除阻塞，立即返回，并且表明该fd上有事件发生(但接下来对该fd的操作可能失败，因为已经关闭了。除非另一个线程在select()返回和对fd操作之间重新打开了这个fd)。linux上，另一个线程关闭fd对select()无影响。总体来说，别在多个线程上同时处理同一个fd。

select()返回可读事件后，后续的读操作仍有可能阻塞，比如数据已经到了，但上层检查的时候，因为校验和错误而丢掉该数据。因此最好是配合非阻塞IO操作。

5. 例子

这个是 manual 中给的例子，监听stdin是否有输入

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int
main(void)
{
    fd_set rfds;
    struct timeval tv;
    int retval;

    /* Watch stdin (fd 0) to see when it has input. */
    FD_ZERO(&rfds);
    FD_SET(0, &rfds);

    /* Wait up to five seconds. */
    tv.tv_sec = 5;
    tv.tv_usec = 0;

    retval = select(1, &rfds, NULL, NULL, &tv);
    /* Don't rely on the value of tv now! */

    if (retval == -1)
        perror("select()");
    else if (retval)
        printf("Data is available now.\n");
        /* FD_ISSET(0, &rfds) will be true. */
    else
        printf("No data within five seconds.\n");

    exit(EXIT_SUCCESS);
}