在網(wǎng)絡(luò)程序中，一個(gè)進(jìn)程同時(shí)處理多個(gè)文件描述符是很常見(jiàn)的情況。select()系統(tǒng)調(diào)用可以使進(jìn)程檢測(cè)同時(shí)等待的多個(gè)I/O設(shè)備，當(dāng)沒(méi)有設(shè)備準(zhǔn)備好時(shí)，select()阻塞，其中任一設(shè)備準(zhǔn)備好時(shí)，select()就返回。
select()的調(diào)用形式為：
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
int select(int maxfd, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fe_set *exceptfds, const struct timeval *timeout);
select的第一個(gè)參數(shù)是文件描述符集中要被檢測(cè)的比特?cái)?shù)，這個(gè)值必須至少比待檢測(cè)的最大文件描述符大1；參數(shù)readfds指定了被讀監(jiān)控的文件描述符集；參數(shù)writefds指定了被寫監(jiān)控的文件描述符集；而參數(shù)exceptfds指定了被例外條件監(jiān)控的文件描述符集。
參數(shù)timeout起了定時(shí)器的作用：到了指定的時(shí)間，無(wú)論是否有設(shè)備準(zhǔn)備好，都返回調(diào)用。timeval的結(jié)構(gòu)定義如下：
struct timeval{
long tv_sec; //表示幾秒
long tv_usec; //表示幾微妙
}
timeout取不同的值，該調(diào)用就表現(xiàn)不同的性質(zhì)：
1．timeout為0，調(diào)用立即返回；
2．timeout為NULL，select()調(diào)用就阻塞，直到知道有文件描述符就緒；
3．timeout為正整數(shù)，就是一般的定時(shí)器。
select調(diào)用返回時(shí)，除了那些已經(jīng)就緒的描述符外，select將清除readfds、writefds和exceptfds中的所有沒(méi)有就緒的描述符。select的返回值有如下情況：
1．正常情況下返回就緒的文件描述符個(gè)數(shù)；
2．經(jīng)過(guò)了timeout時(shí)長(zhǎng)后仍無(wú)設(shè)備準(zhǔn)備好，返回值為0；
3．如果select被某個(gè)信號(hào)中斷，它將返回-1并設(shè)置errno為EINTR。
4．如果出錯(cuò)，返回-1并設(shè)置相應(yīng)的errno。
系統(tǒng)提供了4個(gè)宏對(duì)描述符集進(jìn)行操作：
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
void FD_SET(int fd, fd_set *fdset);
void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset);
void FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset);
void FD_ZERO(fd_set *fdset);
宏FD_SET設(shè)置文件描述符集fdset中對(duì)應(yīng)于文件描述符fd的位(設(shè)置為1)，宏FD_CLR清除文件描述符集fdset中對(duì)應(yīng)于文件描述符fd的位（設(shè)置為0），宏FD_ZERO清除文件描述符集fdset中的所有位(既把所有位都設(shè)置為0)。使用這3個(gè)宏在調(diào)用select前設(shè)置描述符屏蔽位，在調(diào)用select后使用FD_ISSET來(lái)檢測(cè)文件描述符集fdset中對(duì)應(yīng)于文件描述符fd的位是否被設(shè)置。
過(guò)去，描述符集被作為一個(gè)整數(shù)位屏蔽碼得到實(shí)現(xiàn)，但是這種實(shí)現(xiàn)對(duì)于多于32個(gè)的文件描述符將無(wú)法工作。描述符集現(xiàn)在通常用整數(shù)數(shù)組中的位域表示，數(shù)組元素的每一位對(duì)應(yīng)一個(gè)文件描述符。例如，一個(gè)整數(shù)占32位，那么整數(shù)數(shù)組的第一個(gè)元素代表文件描述符0到31，數(shù)組的第二個(gè)元素代表文件描述符32到63，以此類推。宏FD_SET設(shè)置整數(shù)數(shù)組中對(duì)應(yīng)于fd文件描述符的位為1，宏FD_CLR設(shè)置整數(shù)數(shù)組中對(duì)應(yīng)于fd文件描述符的位為0，宏FD_ZERO設(shè)置整數(shù)數(shù)組中的所有位都為0。假設(shè)執(zhí)行如下程序后：
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
fd_set readset;
FD_ZERO(&readset);
FD_SET(5, &readset);
FD_SET(33, &readset);
則文件描述符集readset中對(duì)應(yīng)于文件描述符6和33的相應(yīng)位被置為1，如圖1所示：
再執(zhí)行如下程序后：
FD_CLR(5, &readset);
則文件描述符集readset對(duì)應(yīng)于文件描述符6的相應(yīng)位被置為0，如圖2所示：
通常，操作系統(tǒng)通過(guò)宏FD_SETSIZE來(lái)聲明在一個(gè)進(jìn)程中select所能操作的文件描述符的最大數(shù)目。例如：
在4.4BSD的頭文件中我們可以看到：
＃ifndef FD_SETSIZE
#define FD_SETSIZE 1024
#endif
在紅帽
linux的頭文件<bits/types.h>中我們可以看到：
＃define __FD_SETSIZE 1024
以及在頭文件<sys/select.h>中我們可以看到：
#include <bits/types.h>
#define FD_SETSIZE __FD_SETSIZE
既定義FD_SETSIZE為1024，一個(gè)整數(shù)占4個(gè)字節(jié)，既32位，那么就是用包含32個(gè)元素的整數(shù)數(shù)組來(lái)表示文件描述符集。我們可以在頭文件中修改這個(gè)值來(lái)改變select使用的文件描述符集的大小，但是必須重新編譯內(nèi)核才能使修改后的值有效。當(dāng)前版本的unix操作系統(tǒng)沒(méi)有限制FD_SETSIZE的最大值，通常只受
內(nèi)存以及系統(tǒng)管理上的限制。
我們明白了文件描述符集的實(shí)現(xiàn)機(jī)制之后，就可對(duì)其進(jìn)行靈活運(yùn)用。（以下程序在紅帽Linux 6.0下運(yùn)行通過(guò)，函數(shù)fd_isempty用于判斷文件描述符集是否為空；函數(shù)fd_fetch取出文件描述符集中的所有文件描述符）
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/select.h>
struct my_fd_set{
fd_set fs; //定義文件描述符集fs
unsigned int nconnect; //文件描述符集fs中文件描述符的個(gè)數(shù)
unsigned int nmaxfd; //文件描述符集fs中最大的文件描述符
};
/* 函數(shù)fd_isempty用于判斷文件描述符集是否為空，為空返回1，不為空則返回0 */
int fd_isempty(struct my_fd_set *pfs)
{
int i;
/* 文件描述符集fd_set是通過(guò)整數(shù)數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以定義整數(shù)數(shù)組myset的元素個(gè)數(shù)為文件描述符集fd_set所占內(nèi)存空間的字節(jié)數(shù)除以整數(shù)所占內(nèi)存空間的字節(jié)數(shù)。
*/
unsigned int myset[sizeof(fd_set) / sizeof(int)];
/* 把文件描述符集pfs->fs 拷貝到數(shù)組myset */
memcpy(myset, &pfs->fs, sizeof(fd_set));
for(i = 0; i < sizeof(fd_set) / sizeof(int); i++)
/* 如果myset的某個(gè)元素不為0，說(shuō)明文件描述符集不為空，則函數(shù)返回0 */
if (myset[i])
return 0;
return 1; /* 如果myset的所有元素都為0，說(shuō)明文件描述符集為空，則函數(shù)返回1 */
}
/* 函數(shù)fd_fetch對(duì)文件描述符集進(jìn)行位操作，把為1的位換算成相應(yīng)的文件描述符，然后就可對(duì)其進(jìn)行I/O操作 */
void fd_fetch(struct my_fd_set *pfs)
{
struct my_fd_set *tempset; //定義一個(gè)臨時(shí)的結(jié)構(gòu)指針
unsigned int myset[sizeof(fd_set)/sizeof(unsigned int)];
unsigned int i, nbit, nfind, ntemp;
tempset = pfs;
memcpy(myset, &tempset->fs, sizeof(fd_set));
/* 把最大的文件描述符maxfd除以整數(shù)所占的位數(shù)，得出maxfd在文件描述符集中相應(yīng)的位對(duì)應(yīng)于整數(shù)數(shù)組myset的相應(yīng)元素的下標(biāo)，目的是為了減少檢索的次數(shù) */
nfind = tempset->nmaxfd / (sizeof(int)*8);
for (i = 0; i <= nfind; i++) {
/* 如果數(shù)組myset的某個(gè)元素為0，說(shuō)明這個(gè)元素所對(duì)應(yīng)的文件描述符集的32位全為0，則繼續(xù)判斷下一元素。*/
if (myset[i] == 0) continue;
/* 如果數(shù)組myset的某個(gè)元素不為0，說(shuō)明這個(gè)元素所對(duì)應(yīng)的文件描述符集的32位中有為1的，把myset[i]賦值給臨時(shí)變量ntemp，對(duì)ntemp進(jìn)行位運(yùn)算，把為1的位換算成相應(yīng)的文件描述符 */
ntemp = myset[i];
/* nbit記錄整數(shù)的二進(jìn)制位數(shù)，對(duì)ntemp從低到高位進(jìn)行&1運(yùn)算，直到整數(shù)的最高位,或直到文件描述符集中文件描述符的個(gè)數(shù)等于0 */
for (nbit = 0; tempset->nconnect && (nbit < sizeof(int)*8); nbit++) {
if (ntemp & 1) {
/* 如果某位為1，則可得到對(duì)應(yīng)的文件描述符為nbit + 32*I，然后我們可對(duì)其進(jìn)行I/O操作。這里我只是做了簡(jiǎn)單的顯示。*/
printf("i = %d, nbit = %d, The file description is %d\n", i, nbit, nbit + 32*i);
/* 取出一個(gè)文件描述符后，將文件描述符集中文件描述符的個(gè)數(shù)減1 */
tempset->nconnect--; }
ntemp >>= 1; // ntemp右移一位
}
}
}
/* 下面的主程序是對(duì)以上兩個(gè)函數(shù)的測(cè)試 */
main()
{
/* 假設(shè)fd1，fd2，fd3為3個(gè)文件描述符，實(shí)際運(yùn)用中可為Socket描述符等 */
int fd1 = 7, fd2 = 256, fd3 = 1023, isempty;
struct my_fd_set connect_set;
connect_set.nconnect = 0;
connect_set.nmaxfd = 0;
FD_ZERO(&connect_set.fs);
/* FD_SET操作前對(duì)函數(shù)fd_isempty進(jìn)行測(cè)試 */
isempty = fd_isempty(&connect_set);
printf("isempty = %d\n", isempty);
FD_SET(fd1, &connect_set.fs);
FD_SET(fd2, &connect_set.fs);
FD_SET(fd3, &connect_set.fs);
connect_set.nconnect = 3;
connect_set.nmaxfd = fd3 ;
/* FD_SET操作后，既把文件描述符加入到文件描述符集之后，對(duì)函數(shù)fd_isempty進(jìn)行測(cè)試 */
isempty = fd_isempty(&connect_set);
printf("isempty = %d\n", isempty);
/* 對(duì)函數(shù)fd_ fetch進(jìn)行測(cè)試 */
fd_fetch(&connect_set);
}
/* 程序輸出結(jié)果為 ：*/
isempty is 1
isempty is 0
i = 0, nbit = 7, The file description is 7
i = 8, nbit = 0, The file description is 256
i = 31, nbit = 31, The file description is 1023