select和poll的用法

select()函數的作用

      系統調用select和poll的後端實作，用這兩個系統調用來查詢裝置是否可讀寫，或是否處于某種狀态。如果poll為空，則驅動裝置會被認為即可讀又可寫，傳回值是一個狀态掩碼

如何使用select()函數?

      select()函數的接口主要是建立在一種叫'fd_set'類型的基礎上。它('fd_set') 是一組檔案描述符(fd)的集合。由于fd_set類型的長度在不同平台上不同，是以應該用一組标準的宏定義來處理此類變量：

    fd_set set;

    FD_ZERO(&set);      

    FD_SET(fd, &set);   

    FD_CLR(fd, &set);   

    FD_ISSET(fd, &set);  

在 過去，一個fd_set通常隻能包含少于等于32個檔案描述符，因為fd_set其實隻用了一個int的比特矢量來實作，在大多數情況下，檢查 fd_set能包括任意值的檔案描述符是系統的責任，但确定你的fd_set到底能放多少有時你應該檢查/修改宏FD_SETSIZE的值。*這個值是系 統相關的*，同時檢查你的系統中的select() 的man手冊。有一些系統對多于1024個檔案描述符的支援有問題。[譯者注： Linux就是這樣的系統！你會發現sizeof(fd_set)的結果是128(*8 = FD_SETSIZE=1024)　盡管很少你會遇到這種情況。]

select的基本接口十分簡單：

    int select(int nfds, fd_set *readset, fd_set *writeset,

               fd_set *exceptset, struct timeval *timeout);

其中：

nfds     

     需要檢查的檔案描述符個數，數值應該比是三組fd_set中最大數

     更大，而不是實際檔案描述符的總數。

readset   

     用來檢查可讀性的一組檔案描述符。

writeset

     用來檢查可寫性的一組檔案描述符。

exceptset

     用來檢查意外狀态的檔案描述符。(注：錯誤并不是意外狀态)

timeout

     NULL指針代表無限等待，否則是指向timeval結構的指針，代表最

     長等待時間。(如果其中tv_sec和tv_usec都等于0, 則檔案描述符

     的狀态不被影響，但函數并不挂起)

函數将傳回響應操作的對應操作檔案描述符的總數，且三組資料均在恰當位置被修改，隻有響應操作的那一些沒有修改。接着應該用FD_ISSET宏來查找傳回的檔案描述符組。

這裡是一個簡單的測試單個檔案描述符可讀性的例子：

     int isready(int fd)

     {

         int rc;

         fd_set fds;

         struct timeval tv;

         FD_ZERO(&fds);

         FD_SET(fd,&fds);

        // tv.tv_sec = tv.tv_usec = 0;

//rc = select(fd+1, &fds, NULL, NULL, &tv);

   rc = select(fd+1, &fds, NULL, NULL, NULL);

         if (rc < 0)

           return -1;

         return FD_ISSET(fd,&fds) ? 1 : 0;

     }

當然如果我們把NULL指針作為fd_set傳入的話，這就表示我們對這種操作的發生不感興趣，但select() 還是會等待直到其發生或者超過等待時間。

[譯 者注：在Linux中，timeout指的是程式在非sleep狀态中度過的時間，而不是實際上過去的時間，這就會引起和非Linux平台移植上的時間不 等問題。移植問題還包括在System V風格中select()在函數退出前會把timeout設為未定義的 NULL狀态，而在BSD中則不是這樣， Linux在這點上遵從System V，是以在重複利用timeout指針問題上也應該注意。]

Linux下select調用的過程:

1.使用者層應用程式調用select(),底層調用poll())

2.核心層調用sys_select() ------> do_select()

最終調用檔案描述符fd對應的struct file類型變量的struct file_operations *f_op的poll函數。

poll指向的函數傳回目前可否讀寫的資訊。

1)如果目前可讀寫，傳回讀寫資訊。

2)如果目前不可讀寫，則阻塞程序，并等待驅動程式喚醒，重新調用poll函數，或逾時傳回。

3.驅動需要實作poll函數。

當驅動發現有資料可以讀寫時，通知核心層，核心層重新調用poll指向的函數查詢資訊。

poll_wait(filp,&wait_q,wait)    // 此處将目前程序加入到等待隊列中，但并不阻塞

在中斷中使用wake_up_interruptible(&wait_q)喚醒等待隊列。   另： select的本質是采用32個整數的32位，即32*32= 1024來辨別，fd值為1-1024。當fd的值超過1024限制時，就必須修改FD_SETSIZE的大小。這個時候就可以辨別32*max值範圍的fd。

對于單程序多線程，每個線程處理多個fd的情況，select是不适合的。

1.所有的線程均是從1-32*max進行掃描，每個線程處理的均是一段fd值，這樣做有點浪費

2.1024上限問題，一個處理多個使用者的程序，fd值遠遠大于1024

是以這個時候應該采用poll，poll傳遞的是數組頭指針和該數組的長度，隻要數組的長度不是很長，性能還是很不錯的，因為poll一次在核心中申請4K（一個頁的大小來存放fd），盡量控制在4K以内

至于epoll還是poll的一種優化，傳回後不需要對所有的fd進行周遊，在核心中維持了fd的清單。select和poll是将這個核心清單維持在使用者态，然後傳遞到核心中。但是隻有在2.6的核心才支援。

epoll更适合于處理大量的fd ，且活躍fd不是很多的情況，畢竟fd較多還是一個串行的操作.