Linux串口編程select詳解
時間：2018-08-16 來源：未知
今天要和大家分享的Linux學習知識點是Linux串口編程select。select系統調用的的用途是：在一段指定的時間內，監聽用戶感興趣的文件描述符上可讀、可寫和異常等事件。
Linux串口編程select詳解
①select機制的優勢
為什么會出現select模型?
先看一下下面的這句代碼：
int iResult = recv(s, buffer,1024);
這是用來接收數據的，在默認的阻塞模式下的套接字里，recv會阻塞在那里，直到套接字連接上有數據可讀，把數據讀到buffer里后recv函數才會返回，不然就會一直阻塞在那里。在單線程的程序里出現這種情況會導致主線程(單線程程序里只有一個默認的主線程)被阻塞,這樣整個程序被鎖死在這里，如果永 遠沒數據發送過來，那么程序就會被永遠鎖死。這個問題可以用多線程解決，但是在有多個套接字連接的情況下，這不是一個好的選擇，擴展性很差。
再看代碼：
int iResult = ioctlsocket(s, FIOBIO, (unsigned long *)&ul);
iResult = recv(s, buffer,1024);
這一次recv的調用不管套接字連接上有沒有數據可以接收都會馬上返回。原因就在于我們用ioctlsocket把套接字設置為非阻塞模式了。不過你跟蹤一下就會發現，在沒有數據的情況下，recv確實是馬上返回了，但是也返回了一個錯誤：WSAEWOULDBLOCK，意思就是請求的操作沒有成功完成。
看到這里很多人可能會說，那么就重復調用recv并檢查返回值，直到成功為止，但是這樣做效率很成問題，開銷太大。
select模型的出現就是為了解決上述問題。
select模型的關鍵是使用一種有序的方式，對多個套接字進行統一管理與調度 。
如上所示，用戶首先將需要進行IO操作的socket添加到select中，然后阻塞等待select系統調用返回。當數據到達時，socket被激活，select函數返回。用戶線程正式發起read請求，讀取數據并繼續執行。
從流程上來看，使用select函數進行IO請求和同步阻塞模型沒有太大的區別，甚至還多了添加監視socket，以及調用select函數的額外操作，效率更差。但是，使用select以后大的優勢是用戶可以在一個線程內同時處理多個socket的IO請求。用戶可以注冊多個socket，然后不斷地調用select讀取被激活的socket，即可達到在同一個線程內同時處理多個IO請求的目的。而在同步阻塞模型中，必須通過多線程的方式才能達到這個目的。
select流程偽代碼如下：
{
select(socket);
while(1)
{
sockets = select();
for(socket in sockets)
{
if(can_read(socket))
{
read(socket, buffer);
process(buffer);
}
}
}
}
②select相關API介紹與使用
#include #include #include #include int select(int maxfdp, fd_set *readset, fd_set *writeset, fd_set *exceptset,struct timeval *timeout);
參數說明：
maxfdp：被監聽的文件描述符的總數，它比所有文件描述符集合中的文件描述符的大值大1，因為文件描述符是從0開始計數的;
readfds、writefds、exceptset：分別指向可讀、可寫和異常等事件對應的描述符集合。
timeout:用于設置select函數的超時時間，即告訴內核select等待多長時間之后就放棄等待。timeout == NULL 表示等待無限長的時間
timeval結構體定義如下：
struct timeval
{
long tv_sec; /*秒 */
long tv_usec; /*微秒 */ };
返回值：超時返回0;失敗返回-1;成功返回大于0的整數，這個整數表示就緒描述符的數目。
以下介紹與select函數相關的常見的幾個宏：
#include int FD_ZERO(int fd, fd_set *fdset); //一個 fd_set類型變量的所有位都設為 0int FD_CLR(int fd, fd_set *fdset); //清除某個位時可以使用int FD_SET(int fd, fd_set *fd_set); //設置變量的某個位置位int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset); //測試某個位是否被置位
select使用范例：
當聲明了一個文件描述符集后，必須用FD_ZERO將所有位置零。之后將我們所感興趣的描述符所對應的位置位，操作如下：
fd_set rset; int fd; FD_ZERO(&rset); FD_SET(fd, &rset); FD_SET(stdin, &rset);
然后調用select函數，擁塞等待文件描述符事件的到來;如果超過設定的時間，則不再等待，繼續往下執行。
select(fd+1, &rset, NULL, NULL,NULL);
select返回后，用FD_ISSET測試給定位是否置位：
if(FD_ISSET(fd, &rset)
{
...
//do something
}
下面是一個簡單的select的使用例子：
#include #include #include #include #include int main(){
fd_set rd; struct timeval tv; int err;
FD_ZERO(&rd);
FD_SET(0,&rd);
tv.tv_sec = 5;
tv.tv_usec = 0;
err = select(1,&rd,NULL,NULL,&tv);
if(err == 0) //超時
{ printf("select time out!\n");
} else if(err == -1) //失敗
{ printf("fail to select!\n");
} else //成功
{ printf("data is available!\n");
}
return 0;
}
我們運行該程序并且隨便輸入一些數據，程序就提示收到數據了。
以上就是Linux串口編程select的相關知識點，更多Linux知識學習，請關注Linux系統入門學習欄目。
