Select (Unix)

select是用於I/O多路轉接的一個系統調用函數。

在C語言中，該系統調用在 sys/select.h 或 unistd.h 中聲明，語法如下：

```c
int select(int nfds, fd_set* readfds, fd_set* writefds, fd_set* errorfds, struct timeval* timeout);
```

參數｜描述

nfds｜sets的文件描述符的最大值

readfds｜fd_set 類型，包含了需要檢查是否可讀的描述符，輸出時表示哪些描述符可讀。可為 NULL。

writefds｜fd_set 類型，包含了需要檢查是否可寫的描述符，輸出時表示哪些描述符可寫。可為 NULL。

errorfds｜fd_set 類型，包含了需要檢查是否出錯的描述符，輸出時表示哪些描述符出錯。可為 NULL。

timeout｜struct timeval 類型的結構體，表示等待檢查完成的最長時間。

為了維護fd_set類型的參數，會使用下面四個宏：FD_SET, FD_CLR, FD_ZERO 和 FD_ISSET。

返回值：這個函數將返回描述符集的個數，如果超時返回為0，錯誤則返回-1。

man參看：

- select(2)
- poll(2)

## select與epoll的區別

epoll｜select

概述｜epoll是個模塊，由三個系統調用組成，內核中由用文件系統實現｜select是個系統調用

結構體定義

```C
typedef union epoll_data {
  void *ptr;
  int fd;
  __uint32_t u32;
  __uint64_t u64;
} epoll_data_t;

struct epoll_event { 
  __uint32_t events; // epoll 监听的事件类型
  epoll_data_t data; /* User data variable */
};
```

```C
struct timeval{
  long tv_sec;//second
  long tv_usec;//minisecond
}

typedef struct fd_set {
  u_int fd_count;
  int fd_array[FD_SETSIZE];
} //fd_array可SIZE*8个socket
```

可用的事件｜EPOLLIN：表示對應的文件描述符可以讀； EPOLLOUT：表示對應的文件描述符可以寫； EPOLLPRI：表示對應的文件描述符有緊急的數據可讀； EPOLLERR：表示對應的文件描述符發生錯誤； EPOLLHUP：表示對應的文件描述符被掛斷； EPOLLET： ET的epoll工作模式；｜fd_set有三種類型： readfds, writefds, exceptionfds

操作函數｜三個系統調用：epoll_create epoll_ctl epoll_wait｜一個系統調用：select 四個宏: FD_ZERO FD_SET FD_CLR FD_ISSET

運行模式｜邊沿觸發 (ET)、狀態觸發 (LT)｜狀態觸發

運行過程

```C
int fd = epoll_create(1); // 创建一个 epoll 实例，参数可以是任意正整数
struct epoll_event events[xxxB];// epoll 实例将发生的事件写入该数组
while(1){
	int nfds = epoll_wait(  );   // 等待事件发生
	for(int i=0; i<nfds; i++){
    …
	}//end for
}//end while
```

```C
struct timeval tv;
fd_set rfds;
tv={5,0}; // 设置超时
while(1){
	FD_ZERO(&rfds);
	if (!select()) continue;
	for(int i=0;i<maxfds; i++){
		...
	} // 结束 for 循环
} // 结束 while 循环
```

優點｜1）epoll_wait返回的都是有效數據，可直接從struct epoll_event中獲取事件，效率高。

缺點｜每次select有數據要遍歷全部socket

注意事項｜每次取事件後，要重新註冊此socket的事件epoll。(epoll_ctl)｜每次select之前要重置rfds的值。(FD_ZERO)

說明：以上無論epoll_create, fd_set都受限於系統中單個進程能夠打開的文件句柄數。

## 示例

```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h>

#include <sys/select.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>

#define PORT "9421"

/* function prototypes */
void die(const char*);

int main(int argc, char **argv)
{
	int sockfd, new, maxfd, on = 1, nready, i;

	struct addrinfo *res0, *res, hints;

	char buffer[BUFSIZ];

	fd_set master, readfds;

	ssize_t nbytes;

	(void)memset(&hints, '\0', sizeof(struct addrinfo));

	hints.ai_family = AF_INET;
	hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
	hints.ai_protocol = IPPROTO_TCP;
	hints.ai_flags = AI_PASSIVE;

	if(-1 == (getaddrinfo(NULL, PORT, &hints, &res0)))
		die("getaddrinfo()");

	for(res = res0; res; res = res->ai_next)
	{
		if(-1 == (sockfd = socket(res->ai_family, res->ai_socktype, res->ai_protocol)))
		{
			perror("socket()");
			continue;
		}

		if(-1 == (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char*)&on, sizeof(int))))
		{
			perror("setsockopt()");
			continue;
		}

		if(-1 == (bind(sockfd, res->ai_addr, res->ai_addrlen)))
		{
			perror("bind");
			continue;
		}

		break;

	}

	if(-1 == sockfd)
		exit(EXIT_FAILURE);

	freeaddrinfo(res0);

	if(-1 == (listen(sockfd, 32)))
		die("listen()");

	if(-1 == (fcntl(sockfd, F_SETFD, O_NONBLOCK)))
		die("fcntl()");

	FD_ZERO(&master);
	FD_ZERO(&readfds);
	
	FD_SET(sockfd, &master);

	maxfd = sockfd;

	while(1)
	{
		memcpy(&readfds, &master, sizeof(master));

		(void)printf("running select()\n");

		if(-1 == (nready = select(maxfd+1, &readfds, NULL, NULL, NULL)))
			die("select()");

		(void)printf("Number of ready descriptor: %d\n", nready);

		for(i=0; i<=maxfd && nready>0; i++)
		{
			if(FD_ISSET(i, &readfds))
			{
				nready--;

				if(i == sockfd)
				{
					(void)printf("Trying to accept() new connection(s)\n");

					if(-1 == (new = accept(sockfd, NULL, NULL)))
					{
						if(EWOULDBLOCK != errno)
							die("accept()");

						break;
					}
					
					else
					{

						if(-1 == (fcntl(new, F_SETFD, O_NONBLOCK)))
							die("fcntl()");

						FD_SET(new, &master);

						if(maxfd < new)
							maxfd = new;
					}
				}

				else
				{
					(void)printf("recv() data from one of descriptors(s)\n");

					nbytes = recv(i, buffer, sizeof(buffer), 0);
					if(nbytes <= 0)
					{
						if(EWOULDBLOCK != errno)
							die("recv()");

						break;
					}

					buffer[nbytes] = '\0';
					printf("%s", buffer);
					
					(void)printf("%zi bytes received.\n", nbytes);

					close(i);
					FD_CLR(i, &master);

				}
			}

		}

	}

	return 0;
}

void die(const char *msg)
{
	perror(msg);
	exit(EXIT_FAILURE);
}
```