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[導(dǎo)讀]在Linux編程中,一切皆文件,往往是對(duì)一個(gè)文件進(jìn)行操作,比如說(shuō)串口,和傳感器打交道,一般情況下就是一來(lái)一去,一收一發(fā),但是,如果我有多個(gè)傳感器,而傳感器之間又有關(guān)聯(lián),我想同時(shí)監(jiān)控一個(gè)或者多個(gè)以上的文件描述符,要如何去實(shí)現(xiàn)這個(gè)需求呢?


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提出問(wèn)題

????在Linux編程中,一切皆文件,往往是對(duì)一個(gè)文件進(jìn)行操作,比如說(shuō)串口,和傳感器打交道,一般情況下就是一來(lái)一去,一收一發(fā),但是,如果我有多個(gè)傳感器,而傳感器之間又有關(guān)聯(lián),我想同時(shí)監(jiān)控一個(gè)或者多個(gè)以上的文件描述符,要如何去實(shí)現(xiàn)這個(gè)需求呢?

解決問(wèn)題

????Linux健全的API已經(jīng)為我們提供了解決問(wèn)題的方法,在此我們引入select()函數(shù)、poll函數(shù)。

? ??select()和poll()本質(zhì)上來(lái)講做的是同一件事,只是完成的方法不一樣。兩者都通過(guò)檢驗(yàn)一組文件描述符來(lái)檢測(cè)是否有特定的時(shí)間將在上面發(fā)生并在一定的時(shí)間內(nèi)等待其發(fā)生。

[重要事項(xiàng):無(wú)論select()還是poll()都不對(duì)普通文件起很大作用,它們著重用

于套接口(socket)、管道(pipe)、偽終端(pty)、終端設(shè)備(tty)和其他一些字符設(shè)備,但是這些操作都是系統(tǒng)相關(guān)(system-dependent)的。]

如何使用select函數(shù)?

我們先來(lái)看看select函數(shù):

頭文件包含:

1#include??/*?根據(jù)POSIX.1?-?2001?*/
2/*根據(jù)早期的標(biāo)準(zhǔn)*/
3#include
4#include
5#include

函數(shù)參數(shù)解析:

 1int?select(int?nfds,?fd_set?*readset,?fd_set?*writeset,
2???????????fd_set?*exceptset,?struct?timeval?*timeout);
3
4參數(shù)解析:
5nfds?:??????需要檢查的文件描述符個(gè)數(shù),數(shù)值應(yīng)該比是三組fd_set中最大數(shù)更大,而不是實(shí)際文件描述符的總數(shù)。
6readset:????用來(lái)檢查可讀性的一組文件描述符。
7writeset:???用來(lái)檢查可寫性的一組文件描述符。
8exceptset:??用來(lái)檢查意外狀態(tài)的文件描述符。(注:錯(cuò)誤并不是意外狀態(tài))
9timeout:????NULL指針代表無(wú)限等待,否則是指向timeval結(jié)構(gòu)的指針,代表最長(zhǎng)等待時(shí)間。(如果其中tv_sec和?
10????????????tv_usec都等于0,?則文件描述符的狀態(tài)不被影響,但函數(shù)并不掛起)

函數(shù)將返回響應(yīng)操作的對(duì)應(yīng)操作文件描述符的總數(shù),且三組數(shù)據(jù)均在恰當(dāng)位置被修改,只有響應(yīng)操作的那一些沒(méi)有修改。接著應(yīng)該用FD_ISSET宏來(lái)查找返回的文件描述符組。

????select()函數(shù)的接口主要是建立在一種叫'fd_set'類型的基礎(chǔ)上。它('fd_set')是一組文件描述符(fd)的集合。由于fd_set類型的長(zhǎng)度在不同平臺(tái)上不同,因此應(yīng)該用一組標(biāo)準(zhǔn)的宏定義來(lái)處理此類變量:

1fd_set?set;
2FD_ZERO(&set);???????/*?將set清零?*/
3FD_SET(fd,?&set);????/*?將fd加入set?*/
4FD_CLR(fd,?&set);????/*?將fd從set中清除?*/
5FD_ISSET(fd,?&set);??/*?如果fd在set中則真 */

在過(guò)去,一個(gè)fd_set通常只能包含少于等于32個(gè)文件描述符,因?yàn)?/span>fd_set其實(shí)只用了一個(gè)int的比特矢量來(lái)實(shí)現(xiàn),在大多數(shù)情況下,檢查fd_set能包括任意值的文件描述符是系統(tǒng)的責(zé)任,但確定你的fd_set到底能放多少有時(shí)你應(yīng)該檢查/修改宏FD_SETSIZE的值。*這個(gè)值是系統(tǒng)相關(guān)的*,同時(shí)檢查你的系統(tǒng)中的select()man手冊(cè)。有一些系統(tǒng)對(duì)多于1024個(gè)文件描述符的支持有問(wèn)題。

[Linux就是這樣的系統(tǒng)!你會(huì)發(fā)現(xiàn)sizeof(fd_set)的結(jié)果是128(*8 =FD_SETSIZE=1024) 盡管很少你會(huì)遇到這種情況。]


測(cè)試案例
 1int?isready(int?fd)
2
{
3?????????int?rc;
4?????????fd_set?fds;
5?????????struct?timeval?tv;
6
7?????????FD_ZERO(&fds);
8?????????FD_SET(fd,&fds);
9?????????tv.tv_sec?=?tv.tv_usec?=?0;
10
11?????????rc?=?select(fd+1,?&fds,?NULL,?NULL,?&tv);
12?????????if?(rc?0)
13???????????return?-1;
14
15?????????return?FD_ISSET(fd,&fds)???1?:?0;
16}

當(dāng)然如果我們把NULL指針作為fd_set傳入的話,這就表示我們對(duì)這種操作的發(fā)生不感興趣,但select() 還是會(huì)等待直到其發(fā)生或者超過(guò)等待時(shí)間。

[Linux中,timeout指的是程序在非sleep狀態(tài)中度過(guò)的時(shí)間,而不是實(shí)際上過(guò)去的時(shí)間,這就會(huì)引起和非Linux平臺(tái)移植上的時(shí)間不等問(wèn)題。移植問(wèn)題還包括在System V風(fēng)格中select()在函數(shù)退出前會(huì)把timeout設(shè)為未定義的NULL狀態(tài),而在BSD中則不是這樣,Linux在這點(diǎn)上遵從System V,因此在重復(fù)利用timeout指針問(wèn)題上也應(yīng)該注意。]

如何使用poll()函數(shù)?

? ? poll函數(shù):

1#include?
2int?poll(struct?pollfd?fds[],?nfds_t?nfds,?int?timeout);

????poll和select實(shí)現(xiàn)功能差不多,但poll效率高,以后要多用poll。poll()接受一個(gè)指向結(jié)構(gòu)'struct pollfd'列表的指針,其中包括了你想測(cè)試的文件描述符和事件。事件由一個(gè)在結(jié)構(gòu)中事件域的比特掩碼確定。當(dāng)前的結(jié)構(gòu)在調(diào)用后將被填寫并在事件發(fā)生后返回。在SVR4(可能更早的一些版本)中的 "poll.h"文件中包含了用于確定事件的一些宏定義。事件的等待時(shí)間精確到毫秒 (但令人困惑的是等待時(shí)間的類型卻是int),當(dāng)?shù)却龝r(shí)間為0時(shí),poll()函數(shù)立即返回,-1則使poll()一直掛起直到一個(gè)指定事件發(fā)生。下面是pollfd的結(jié)構(gòu)。

1struct?pollfd?
2{

3????int?fd;????????/*?文件描述符?*/
4????short?events;??/*?等待的事件?*/
5????short?revents;?/*?實(shí)際發(fā)生了的事件?*/
6};

select()十分相似,當(dāng)返回正值時(shí),代表滿足響應(yīng)事件的文件描述符的個(gè)數(shù),如果返回0則代表在規(guī)定事件內(nèi)沒(méi)有事件發(fā)生。如發(fā)現(xiàn)返回為負(fù)則應(yīng)該立即查看errno,因?yàn)檫@代表有錯(cuò)誤發(fā)生。

如果沒(méi)有事件發(fā)生,revents會(huì)被清空,所以你不必多此一舉。

poll函數(shù)可用的測(cè)試值


????例如:

1fds[0].events?=?POLLIN;?/*將測(cè)試條件設(shè)置成普通或優(yōu)先級(jí)帶數(shù)據(jù)可讀*/

????然后 :

1//這樣就可以監(jiān)聽(tīng)fds里面文件描述符了,當(dāng)滿足特定條件就返回,并將結(jié)果保存在revents中。
2int?pollresult?=?poll(fds,xx,xx);?
poll案例
 1#include?
2#include?
3#include?
4#include?
5#include?
6#include?
7#include?
8#include?
9
10#define?MAX_BUFFER_SIZE?1024
11#define?IN_FILES?3
12#define?TIME_DELAY?60*5
13#define?MAX(a,b)?((a>b)?(a):(b))
14
15int?main(int?argc?,char?**argv)
16
{
17??struct?pollfd?fds[IN_FILES];
18??char?buf[MAX_BUFFER_SIZE];
19??int?i,res,real_read,?maxfd;
20??fds[0].fd?=?0;
21??if((fds[1].fd=open("data1",O_RDONLY|O_NONBLOCK))?0)
22????{
23??????fprintf(stderr,"open?data1?error:%s",strerror(errno));
24??????return?1;
25????}
26??if((fds[2].fd=open("data2",O_RDONLY|O_NONBLOCK))?0)
27????{
28??????fprintf(stderr,"open?data2?error:%s",strerror(errno));
29??????return?1;
30????}
31??for?(i?=?0;?i?32????{
33??????fds[i].events?=?POLLIN;
34????}
35??while(fds[0].events?||?fds[1].events?||?fds[2].events)
36????{
37??????if?(poll(fds,?IN_FILES,?TIME_DELAY)?<=?0)
38????{
39?????printf("Poll?error\n");
40?????return?1;
41????}
42??????for?(i?=?0;?i43????{
44?????if?(fds[i].revents)
45???????{
46?????????memset(buf,?0,?MAX_BUFFER_SIZE);
47?????????real_read?=?read(fds[i].fd,?buf,?MAX_BUFFER_SIZE);
48?????????if?(real_read?0)
49????????{
50?????????if?(errno?!=?EAGAIN)
51???????????{
52?????????????return?1;
53???????????}
54????????}
55?????????else?if?(!real_read)
56????????{
57?????????close(fds[i].fd);
58?????????fds[i].events?=?0;
59????????}
60?????????else
61????????{
62?????????if?(i?==?0)
63???????????{
64?????????????if?((buf[0]?==?'q')?||?(buf[0]?==?'Q'))
65????????????{
66?????????????return?1;
67????????????}
68???????????}
69?????????else
70???????????{
71?????????????buf[real_read]?=?'\0';
72?????????????printf("%s",?buf);
73???????????}
74????????}
75???????}
76????}
77????}
78??exit(0);
79}


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