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嵌入式开发34天(TCP网络传输,select 函数,多路复用)

热度:86   发布时间:2023-12-12 13:03:28.0

一、多路复用

在TCP协议里,发送信息是需要预先绑定双方地址等信息(1V1),但若是有很多客户要对王宝强同时发送信息,王宝强是没有办法接收的,一个个都绑定的话不是累死了吗。

所以就有了多路复用的这个说法,就是所有人都用一个通道和宝哥说话。


原理图





二、select函数



1.函数原型

int select(int n,fd_set * readfds,fd_set * writefds,fd_set * exceptfds,struct timeval * timeout);

2.函数说明

select()用来等待文件描述词状态的改变。参数n代表最大的文件描述词加1,参数readfds、writefds 和exceptfds 称为描述词组,是用来回传该描述词的读,写或例外的状况

。底下的宏提供了处理这三种描述词组的方式:

FD_CLR(inr fd,fd_set* set);用来清除描述词组set中相关fd 的位
FD_ISSET(int fd,fd_set *set);用来测试描述词组set中相关fd 的位是否为真
FD_SET(int fd,fd_set*set);用来设置描述词组set中相关fd的位
FD_ZERO(fd_set *set); 用来清除描述词组set的全部位



3.结构体说明

先说明两个结构体: 

1) struct fd_set可以理解为一个集合,这个集合中存放的是文件描述符(filedescriptor),即文件句柄,这可以是我们所说的普通意义的文件,当然Unix下任何设备、管道、FIFO等都是文件形式,全部包括在内,所以毫无疑问一个socket就是一个文件,socket句柄就是一个文件描述符。 


fd_set集合可以通过一些宏由人为来操作,比如 :


清空集合 FD_ZERO(fd_set *); 
将一个给定的文件描述符加入集合之中 FD_SET(int ,fd_set*); 
将一个给定的文件描述符从集合中删除 FD_CLR(int,fd_set*); 
检查集合中指定的文件描述符是否可以读写 FD_ISSET(int ,fd_set* )。


2) struct timeval是一个大家常用的结构,用来代表时间值,有两个成员,一个是秒数,另一个是毫秒数。


struct timeval
{
time_t tv_sec;
time_t tv_usec;
};



4. 具体参数说明: 
1) int n:是一个整数值,是指集合中所有文件描述符的范围,即所有文件描述符的最大值加1,不能错!在Windows中这个参数的值无所谓,可以设置不正确。 


2) fd_set*readfds是指向fd_set结构的指针,这个集合中应该包括文件描述符,我们是要监视这些文件描述符的读变化的,即我们关心是否可以从这些文件中读取数据了,如果这个集合中有一个文件可读,select就会返回一个大于0的值,表示有文件可读,如果没有可读的文件,则根据timeout参数再判断是否超时,若超出timeout的时间,select返回0,若发生错误返回负值。可以传入NULL值,表示不关心任何文件的读变化。
 

3) fd_set*writefds是指向fd_set结构的指针,这个集合中应该包括文件描述符,我们是要监视这些文件描述符的写变化的,即我们关心是否可以向这些文件中写入数据了,如果这个集合中有一个文件可写,select就会返回一个大于0的值,表示有文件可写,如果没有可写的文件,则根据timeout参数再判断是否超时,若超出timeout的时间,select返回0,若发生错误返回负值。可以传入NULL值,表示不关心任何文件的写变化。 


4) fd_set *errorfds同上面两个参数的意图,用来监视文件错误异常。 


5)struct timeval *timeout是select的超时时间,这个参数至关重要,它可以使select处于三种状态,第一,若将NULL以形参传入,即不传入时间结构,就是将select置于阻塞状态,一定等到监视文件描述符集合中某个文件描述符发生变化为止;第二,若将时间值设为0秒0毫秒,就变成一个纯粹的非阻塞函数,不管文件描述符是否有变化,都立刻返回继续执行,文件无变化返回0,有变化返回一个正值;第三,timeout的值大于0,这就是等待的超时时间,即select在timeout时间内阻塞,超时时间之内有事件到来就返回了,否则在超时后不管怎样一定返回,返回值同上述。 


6)返回值
负值:select错误
正值:某些文件可读写或出错 0:等待超时,没有可读写或错误的文件

如果参数timeout设为NULL则表示select()没有timeout。


7)错误代码
执行成功则返回文件描述词状态已改变的个数,如果返回0代表在描述词状态改变前已超过timeout时间,当有错误发生时则返回-1,错误原因存于errno,此时参数readfds,writefds,exceptfds和timeout的值变成不可预测。
EBADF 文件描述词为无效的或该文件已关闭
EINTR 此调用被信号所中断
EINVAL 参数n 为负值。
ENOMEM 核心内存不足
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