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selectlinuxc

發布時間: 2023-10-26 20:26:07

c語言中select函數的作用

編程的過程中,經常會遇到許多阻塞的函數,好像read和網路編程時使用的recv, recvfrom函數都是阻塞的函數,當函數不能成功執行的時候,程序就會一直阻塞在這里,無法執行下面的代碼。這是就需要用到非阻塞的編程方式,使用selcet函數就可以實現非阻塞編程。
selcet函數是一個輪循函數,即當循環詢問文件節點,可設置超時時間,超時時間到了就跳過代碼繼續往下執行。

Select的函數格式:

int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval*timeout);

select函數有5個參數
第一個是所有文件節點的最大值加1,如果我有三個文件節點1、4、6,那第一個參數就為7(6+1)

第二個是可讀文件節點集,類型為fd_set。通過FD_ZERO(&readfd);初始化節點集;然後通過FD_SET(fd, &readfd);把需要監聽是否可讀的節點加入節點集
第三個是可寫文件節點集中,類型為fd_set。操作方法和第二個參數一樣。
第四個參數是檢查節點錯誤集。
第五個參數是超時參數,類型為struct timeval,然後可以設置超時時間,分別可設置秒timeout.tv_sec和微秒timeout.tv_usec。
然後調用select函數,用FD_ISSET()函數判斷節點是否可讀寫。返回值不為0表示可讀寫,為0表示不可讀寫。select函數的返回值為是一個整數,表示有幾個節點可讀寫。

先說明兩個結構體:
第一,struct fd_set可以理解為一個集合,這個集合中存放的是文件描述符(filedescriptor),即文件句柄,這可以是我們所說的普通意義的文件,當然Unix下任何設備、管道、FIFO等都是文件形式,全部包括在內,所以毫無疑問一個socket就是一個文件,socket句柄就是一個文件描述符。fd_set集合可以通過一些宏由人為來操作,比如清空集合FD_ZERO(fd_set *),將一個給定的文件描述符加入集合之中FD_SET(int ,fd_set*),將一個給定的文件描述符從集合中刪除FD_CLR(int,fd_set*),檢查集合中指定的文件描述符是否可以讀寫FD_ISSET(int ,fd_set* )。

第二,struct timeval是一個大家常用的結構,用來代表時間值,有兩個成員,一個是秒數,另一個是毫秒數。

具體解釋select的參數:
int maxfdp是一個整數值,是指集合中所有文件描述符的范圍,即所有文件描述符的最大值加1,不能錯!在Windows中這個參數的值無所謂,可以設置不正確。

fd_set * readfds是指向fd_set結構的指針,這個集合中應該包括文件描述符,我們是要監視這些文件描述符的讀變化的,即我們關心是否可以從這些文件中讀取數據了,如果這個集合中有一個文件可讀,select就會返回一個大於0的值,表示有文件可讀,如果沒有可讀的文件,則根據timeout參數再判斷是否超時,若超出timeout的時間,select返回0,若發生錯誤返回負值。可以傳入NULL值,表示不關心任何文件的讀變化。

fd_set * writefds是指向fd_set結構的指針,這個集合中應該包括文件描述符,我們是要監視這些文件描述符的寫變化的,即我們關心是否可以向這些文件中寫入數據了,如果這個集合中有一個文件可寫,select就會返回一個大於0的值,表示有文件可寫,如果沒有可寫的文件,則根據timeout參數再判斷是否超時,若超出timeout的時間,select返回0,若發生錯誤返回負值。可以傳入NULL值,表示不關心任何文件的寫變化。

fd_set * errorfds同上面兩個參數的意圖,用來監視文件錯誤異常。
struct timeval * timeout是select的超時時間,這個參數至關重要,它可以使select處於三種狀態,第一,若將NULL以形參傳入,即不傳入時間結構,就是將select置於阻塞狀態,一定等到監視文件描述符集合中某個文件描述符發生變化為止;第二,若將時間值設為0秒0毫秒,就變成一個純粹的非阻塞函數,不管文件描述符是否有變化,都立刻返回繼續執行,文件無變化返回0,有變化返回一個正值;第三,timeout的值大於0,這就是等待的超時時間,即select在timeout時間內阻塞,超時時間之內有事件到來就返回了,否則在超時後不管怎樣一定返回,返回值同上述。

返回值:返回狀態發生變化的描述符總數。
負值:select錯誤
正值:某些文件可讀寫或出錯
0:等待超時,沒有可讀寫或錯誤的文件

linux C語言select函數怎麼不能實現sleep呀

我修改了一下,運行一下試試,祝你好運:

#include <stdio.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>

int main()
{
struct timeval tv;
int i =0;
while( i++ < 10)
{
tv.tv_sec = 1;
tv.tv_usec = 0;
printf("%d\n", i);
fflush(stdout);
int ret = select (0, NULL, NULL, NULL, &tv);
if (ret == -1)
{
fprintf (stdout, "select error . errno=%d [%s]\n", errno, strerror(errno));
break;
}
//sleep(1);
//usleep(1000000);
}
return 0;
}

Ⅲ linux下用C語言對mysql中select語句的封裝

1.需要用到mysql c api
2.步驟通常是:連接資料庫,執行查詢,異常處理這些。
3.你需要對api 進行一些了解,然後合理調用。
參考代碼:
//連接代碼:

/*
* connect1.c - connect to and disconnect from MySQL server
*/
#include <my_global.h>
#include <my_sys.h>
#include <mysql.h>

static char *opt_host_name = NULL; /* server host (default=localhost) */
static char *opt_user_name = NULL; /* username (default=login name) */
static char *opt_password = NULL; /* password (default=none) */
static unsigned int opt_port_num = 0; /* port number (use built-in value) */
static char *opt_socket_name = NULL; /* socket name (use built-in value) */
static char *opt_db_name = NULL; /* database name (default=none) */
static unsigned int opt_flags = 0; /* connection flags (none) */
static MYSQL *conn; /* pointer to connection handler */
int
main (int argc, char *argv[])
{
/* initialize connection handler */
conn = mysql_init (NULL);
if (conn == NULL)
{
fprintf (stderr, "mysql_init() failed (probably out of memory)\n");
exit (1);
}
/* connect to server */
if (mysql_real_connect (conn, opt_host_name, opt_user_name, opt_password,
opt_db_name, opt_port_num, opt_socket_name, opt_flags) == NULL)
{
fprintf (stderr, "mysql_real_connect() failed\n");
mysql_close (conn);
exit (1);
}
/* disconnect from server */
mysql_close (conn);
exit (0);
}

//處理sql 語句的函數:

void
process_statement (MYSQL *conn, char *stmt_str)
{
MYSQL_RES *res_set;
if (mysql_query (conn, stmt_str) != 0) /* the statement failed */
{
print_error (conn, "Could not execute statement");
return;
}
/* the statement succeeded; determine whether it returned data */
res_set = mysql_store_result (conn);
if (res_set) /* a result set was returned */
{
/* process rows and then free the result set */
process_result_set (conn, res_set);
mysql_free_result (res_set);
}
else /* no result set was returned */
{
/*
* does the lack of a result set mean that the statement didn't
* return one, or that it should have but an error occurred?
*/
if (mysql_field_count (conn) == 0)
{
/*
* statement generated no result set (it was not a SELECT,
* SHOW, DESCRIBE, etc.); just report rows-affected value.
*/
391
Processing SQL Statements
printf ("%lu rows affected\n",
(unsigned long) mysql_affected_rows (conn));
}
else /* an error occurred */
{
print_error (conn, "Could not retrieve result set");
}
}
}

//以上提供的是常規的處理,你需要根據實際情況完善。
//同時調用了一些mysql 的api函數。

ref:
MySQL
(Fourth Edition)
Paul DuBois

Ⅳ 關於Linux下的select/epoll

select這個系統調用的原型如下

第一個參數nfds用來告訴內核 要掃描的socket fd的數量+1 ,select系統調用最大接收的數量是1024,但是如果每次都去掃描1024,實際上的數量並不多,則效率太低,這里可以指定需要掃描的數量。 最大數量為1024,如果需要修改這個數量,則需要重新編譯Linux內核源碼
第2、3、4個參數分別是readfds、writefds、exceptfds,傳遞的參數應該是fd_set 類型的引用,內核會檢測每個socket的fd, 如果沒有讀事件,就將對應的fd從第二個參數傳入的fd_set中移除,如果沒有寫事件,就將對應的fd從第二個參數的fd_set中移除,如果沒有異常事件,就將對應的fd從第三個參數的fd_set中移除 。這里我們應該 要將實際的readfds、writefds、exceptfds拷貝一份副本傳進去,而不是傳入原引用,因為如果傳遞的是原引用,某些socket可能就已經丟失
最後一個參數是等待時間, 傳入0表示非阻塞,傳入>0表示等待一定時間,傳入NULL表示阻塞,直到等到某個socket就緒

FD_ZERO()這個函數將fd_set中的所有bit清0,一般用來進行初始化等。
FD_CLR()這個函數用來將bitmap(fd_set )中的某個bit清0,在客戶端異常退出時就會用到這個函數,將fd從fd_set中刪除。
FD_ISSET()用來判斷某個bit是否被置1了,也就是判斷某個fd是否在fd_set中。
FD_SET()這個函數用來將某個fd加入fd_set中,當客戶端新加入連接時就會使用到這個函數。

epoll_create系統調用用來創建epfd,會在開辟一塊內存空間(epoll的結構空間)。size為epoll上能關注的最大描述符數,不夠會進行擴展,size只要>0就行,早期的設計size是固定大小,但是現在size參數沒什麼用,會自動擴展。
返回值是epfd,如果為-1則說明創建epoll對象失敗

第一個參數epfd傳入的就是epoll_create返回的epfd。
第二個參數傳入對應操作的宏,包括 增刪改(EPOLL_CTL_ADD、EPOLL_CTL_DEL、EPOLL_CTL_MOD)
第三個參數傳入的是 需要增刪改的socket的fd
第四個參數傳入的是 需要操作的fd的哪些事件 ,具體的事件可以看後續。
返回值是一個int類型,如果為-1則說明操作失敗

第一個參數是epfd,也就是epoll_create的返回值。
第二個參數是一個epoll_event類型的指針,也就是傳入的是一個數組指針。 內核會將就緒的socket的事件拷貝到這個數組中,用戶可以根據這個數組拿到事件和消息等
第三個參數是maxevents,傳入的是 第二個參數的數組的容量
第四個參數是timeout, 如果設為-1一直阻塞直到有就緒數據為止,如果設為0立即返回,如果>0那麼阻塞一段時間
返回值是一個int類型,也就是就緒的socket的事件的數量(內核拷貝給用戶的events的元素的數量),通過這個數量可以進行遍歷處理每個事件

一般需要傳入 ev.data.fd 和 ev.events ,也就是fd和需要監控的fd的事件。事件如果需要傳入多個,可以通過按位與來連接,比如需要監控讀寫事件,只需要像如下這樣操作即可: ev.events=EPOLLIN | EPOLLOUT 。

LT(水平觸發), 默認 的工作模式, 事件就緒後用戶可以選擇處理和不處理,如果用戶不處理,內核會對這部分數據進行維護,那麼下次調用epoll_wait()時仍舊會打包出來
ET(邊緣觸發),事件就緒之後, 用戶必須進行處理 ,因為內核把事件打包出來之後就把對應的就緒事件給清掉了, 如果不處理那麼就緒事件就沒了 。ET可以減少epoll事件被重復觸發的次數,效率比LT高。
如果需要設置為邊緣觸發只需要設置事件為類似 ev.events=EPOLLIN | EPOLLET 即可

select/poll/epoll是nio多路復用技術, 傳統的bio無法實現C10K/C100K ,也就是無法滿足1w/10w的並發量,在這么高的並發量下,在進行上下文切換就很容易將伺服器的負載拉飛。

1.將fd_set從用戶態拷貝到內核態
2.根據fd_set掃描內存中的socket的fd的狀態,時間復雜度為O(n)
3.檢查fd_set,如果有已經就緒的socket,就給對應的socket的fd打標記,那麼就return 就緒socket的數量並喚醒當前線程,如果沒有就緒的socket就繼續阻塞當前線程直到有socket就緒才將當前線程喚醒。
4.如果想要獲取當前已經就緒的socket列表,則還需要進行一次系統調用,使用O(n)的時間去掃描socket的fd列表,將已經打上標記的socket的fd返回。

CPU在同一個時刻只能執行一個程序,通過RR時間片輪轉去切換執行各個程序。沒有被掛起的進程(線程)則在工作隊列中排隊等待CPU的執行,將進程(線程)從工作隊列中移除就是掛起,反映到Java層面的就是線程的阻塞。

什麼是中斷?當我們使用鍵盤、滑鼠等IO設備的時候,會給主板一個電流信號,這個電流信號就給CPU一個中斷信號,CPU執行完當前的指令便會保存現場,然後執行鍵盤/滑鼠等設備的中斷程序,讓中斷程序獲取CPU的使用權,在中斷程序後又將現場恢復,繼續執行之前的進程。

如果第一次沒檢測到就緒的socket,就要將其進程(線程)從工作隊列中移除,並加入到socket的等待隊列中。

socket包含讀緩沖區+寫緩沖區+等待隊列(放線程或eventpoll對象)

當從客戶端往伺服器端發送數據時,使用TCP/IP協議將通過物理鏈路、網線發給伺服器的網卡設備,網卡的DMA設備將接收到的的數據寫入到內存中的一塊區域(網卡緩沖區),然後會給CPU發出一個中斷信號,CPU執行完當前指令則會保存現場,然後網卡的中斷程序就獲得了CPU的使用權,然後CPU便開始執行網卡的中斷程序,將內存中的緩存區中的數據包拿出,判斷埠號便可以判斷它是哪個socket的數據,將數據包寫入對應的socket的讀(輸入)緩沖區,去檢查對應的socket的等待隊列有沒有等待著的進程(線程),如果有就將該線程(進程)從socket的等待隊列中移除,將其加入工作隊列,這時候該進程(線程)就再次擁有了CPU的使用許可權,到這里中斷程序就結束了。

之後這個進程(線程)就執行select函數再次去檢查fd_set就能發現有socket緩沖區中有數據了,就將該socket的fd打標記,這個時候select函數就執行完了,這時候就會給上層返回一個int類型的數值,表示已經就緒的socket的數量或者是發生了錯誤。這個時候就再進行內核態到用戶態的切換,對已經打標記的socket的fd進行處理。

將原本1024bit長度的bitmap(fd_set)換成了數組的方式傳入 ,可以 解決原本1024個不夠用的情況 ,因為傳入的是數組,長度可以不止是1024了,因此socket數量可以更多,在Kernel底層會將數組轉換成鏈表。

在十多年前,linux2.6之前,不支持epoll,當時可能會選擇用Windows/Unix用作伺服器,而不會去選擇Linux,因為select/poll會隨著並發量的上升,性能變得越來越低,每次都得檢查所有的Socket列表。

1.select/poll每次調用都必須根據提供所有的socket集合,然後就 會涉及到將這個集合從用戶空間拷貝到內核空間,在這個過程中很耗費性能 。但是 其實每次的socket集合的變化也許並不大,也許就1-2個socket ,但是它會全部進行拷貝,全部進行遍歷一一判斷是否就緒。

2.select/poll的返回類型是int,只能代表當前的就緒的socket的數量/發生了錯誤, 如果還需要知道是哪些socket就緒了,則還需要再次使用系統調用去檢查哪些socket是就緒的,又是一次O(n)的操作,很耗費性能

1.epoll在Kernel內核中存儲了對應的數據結構(eventpoll)。我們可以 使用epoll_create()這個系統調用去創建一個eventpoll對象 ,並返回eventpoll的對象id(epfd),eventpoll對象主要包括三個部分:需要處理的正在監聽的socket_fd列表(紅黑樹結構)、socket就緒列表以及等待隊列(線程)。

2.我們可以使用epoll_ctl()這個系統調用對socket_fd列表進行CRUD操作,因為可能頻繁地進行CRUD,因此 socket_fd使用的是紅黑樹的結構 ,讓其效率能更高。epoll_ctl()傳遞的參數主要是epfd(eventpoll對象id)。

3.epoll_wait()這個系統調用默認會 將當前進程(線程)阻塞,加入到eventpoll對象的等待隊列中,直到socket就緒列表中有socket,才會將該進程(線程)重新加入工作隊列 ,並返回就緒隊列中的socket的數量。

socket包含讀緩沖區、寫緩沖區和等待隊列。當使用epoll_ctl()系統調用將socket新加入socket_fd列表時,就會將eventpoll對象引用加到socket的等待隊列中, 當網卡的中斷程序發現socket的等待隊列中不是一個進程(線程),而是一個eventpoll對象的引用,就將socket引用追加到eventpoll對象的就緒列表的尾部 。而eventpoll對象中的等待隊列存放的就是調用了epoll_wait()的進程(線程),網卡的中斷程序執行會將等待隊列中的進程(線程)重新加入工作隊列,讓其擁有佔用CPU執行的資格。epoll_wait()的返回值是int類型,返回的是就緒的socket的數量/發生錯誤,-1表示發生錯誤。

epoll的參數有傳入一個epoll_event的數組指針(作為輸出參數),在調用epoll_wait()返回的同時,Kernel內核還會將就緒的socket列表添加到epoll_event類型的數組當中。

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