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c - select() 如何提醒 fd 变为 "ready"?

coder 2023-06-16 原文

我不知道为什么我很难找到这个,但我正在查看一些我们使用的 linux 代码 select()等待文件描述符报告它已准备就绪。从选择的手册页:

select() and pselect() allow a program to monitor multiple file descriptors,
waiting until one or more of the file descriptors become "ready" for some
class of I/O operation 

所以,那太好了……我在某个描述符上调用 select,给它一些超时值并开始等待指示消失。文件描述符(或描述符的所有者)如何报告它已“准备好”,以便 select()语句返回?

最佳答案

它通过返返回告它已准备就绪。
select等待通常不在程序控制范围内的事件。实质上,通过拨打 select ,你的程序说“我无事可做,直到……,请暂停我的进程”。

您指定的条件是一组事件,其中任何一个都会唤醒您。

例如,如果你正在下载一些东西,你的循环将不得不等待新数据的到来,如果传输被卡住就会超时,或者用户中断,这正是 select做。

当您进行多次下载时,到达任何连接的数据都会触发程序中的事件(您需要将数据写入磁盘),因此您需要向 select 提供所有下载连接的列表。在要监视“读取”的文件描述符列表中。

当你同时上传数据到某个地方时,你再次使用 select查看连接当前是否接受数据。如果另一端正在拨号,它只会缓慢地确认数据,因此您的本地发送缓冲区始终已满,并且任何写入更多数据的尝试都会阻塞,直到缓冲区空间可用或失败。通过将我们要发送的文件描述符传递给 select作为“写”描述符,一旦缓冲区空间可用于发送,我们就会收到通知。

一般的想法是你的程序变成事件驱动的,即它对来自公共(public)消息循环的外部事件使用react,而不是执行顺序操作。您告诉内核“这是我想要为其做某事的一组事件”,内核会为您提供一组已发生的事件。两个事件同时发生是相当常见的;例如,数据包中包含 TCP 确认,这可以使相同的 fd 可读(数据可用)和可写(已确认的数据已从发送缓冲区中删除),因此您应该准备好处理所有事件调用前 select再次。

更好的一点是 select基本上给你一个 promise ,即一次调用 readwrite不会阻塞,不对调用本身做任何保证。例如,如果有 1 个字节的缓冲区空间可用,您可以尝试写入 10 个字节,内核将返回并说“我已经写入了 1 个字节”,因此您也应该准备好处理这种情况。一个典型的做法是有一个缓冲区“要写入这个fd的数据”,只要不为空,就将该fd加入写集,通过尝试写入所有来处理“可写”事件当前在缓冲区中的数据。如果之后缓冲区是空的,那很好,如果不是,只需再次等待“可写”。

“异常”集很少使用——它用于具有带外数据的协议(protocol),其中数据传输可能被阻塞,而其他数据需要通过。如果您的程序当前无法接受来自“可读”文件描述符的数据(例如,您正在下载,并且磁盘已满),则您不希望将该描述符包含在“可读”集中,因为您无法处理该事件和 select如果再次调用将立即返回。如果接收方将 fd 包含在“异常”集合中,并且发送方要求其 IP 堆栈发送带有“紧急”数据的数据包,则接收方将被唤醒,并可以决定丢弃未处理的数据并与发送方重新同步. telnet协议(protocol)使用它,例如,用于 Ctrl-C 处理。除非您正在设计需要此类功能的协议(protocol),否则您可以轻松地将其忽略而不会有任何伤害。

强制性代码示例:

#include <sys/types.h>
#include <sys/select.h>

#include <unistd.h>

#include <stdbool.h>

static inline int max(int lhs, int rhs) {
    if(lhs > rhs)
        return lhs;
    else
        return rhs;
}

void copy(int from, int to) {
    char buffer[10];
    int readp = 0;
    int writep = 0;
    bool eof = false;
    for(;;) {
        fd_set readfds, writefds;
        FD_ZERO(&readfds);
        FD_ZERO(&writefds);

        int ravail, wavail;
        if(readp < writep) {
            ravail = writep - readp - 1;
            wavail = sizeof buffer - writep;
        }
        else {
            ravail = sizeof buffer - readp;
            wavail = readp - writep;
        }

        if(!eof && ravail)
            FD_SET(from, &readfds);
        if(wavail)
            FD_SET(to, &writefds);
        else if(eof)
            break;
        int rc = select(max(from,to)+1, &readfds, &writefds, NULL, NULL);
        if(rc == -1)
            break;
        if(FD_ISSET(from, &readfds))
        {
            ssize_t nread = read(from, &buffer[readp], ravail);
            if(nread < 1)
                eof = true;
            readp = readp + nread;
        }
        if(FD_ISSET(to, &writefds))
        {
            ssize_t nwritten = write(to, &buffer[writep], wavail);
            if(nwritten < 1)
                break;
            writep = writep + nwritten;
        }
        if(readp == sizeof buffer && writep != 0)
            readp = 0;
        if(writep == sizeof buffer)
            writep = 0;
    }
}

如果我们有可用的缓冲区空间并且在读取端没有文件结束或错误,我们会尝试读取,如果缓冲区中有数据,我们会尝试写入;如果到达文件尾并且缓冲区为空,那么我们就完成了。

这段代码的行为显然不是最优的(它是示例代码),但是您应该能够看到内核在读取和写入方面做的比我们要求的要少是可以接受的,在这种情况下,我们只需回过头来说“无论何时你准备好了”,而​​且我们从不问它是否会阻塞就读或写。

关于c - select() 如何提醒 fd 变为 "ready"?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/12625224/

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