面试题：C语言中select机制的基本工作原理

Question

请简要阐述在Linux环境下，C语言中select机制是如何检测文件描述符集合中是否有事件发生的，包括涉及到的数据结构和主要操作步骤。

Answer 1

数据结构

1. fd_set：用于存储文件描述符集合。在Linux下，它通常是一个位数组，每一位对应一个文件描述符。可以使用FD_ZERO、FD_SET、FD_CLR和FD_ISSET等宏来操作这个集合。
2. timeval：用于设置select等待的超时时间。结构定义如下：

struct timeval {
    long    tv_sec;         /* seconds */
    long    tv_usec;        /* microseconds */
};

主要操作步骤

1. 初始化文件描述符集合：
   • 使用FD_ZERO宏清空一个fd_set变量，例如fd_set read_fds; FD_ZERO(&read_fds);。
   • 使用FD_SET宏将需要检测的文件描述符添加到相应的集合中，如FD_SET(sockfd, &read_fds);，这里sockfd是要检测读事件的套接字文件描述符。
2. 设置超时时间：
   • 定义一个timeval结构体变量并赋值，指定等待的秒数和微秒数。例如：

struct timeval timeout;
timeout.tv_sec = 5;
timeout.tv_usec = 0;

如果希望无限等待，可以将timeval指针设为NULL。 3. 调用select函数：

int ret = select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

- `nfds`：是所有文件描述符集合中最大文件描述符加1。
- `readfds`、`writefds`、`exceptfds`：分别是要检测读事件、写事件和异常事件的文件描述符集合。
- 返回值`ret`：
    - 大于0：表示有事件发生，`ret`的值是发生事件的文件描述符的总数。
    - 等于0：表示等待超时，没有事件发生。
    - 小于0：表示发生错误，`errno`会被设置以指示错误类型。

4. 检查事件： - 使用FD_ISSET宏检查某个文件描述符是否在发生事件的集合中。例如：

if (FD_ISSET(sockfd, &read_fds)) {
    // sockfd上有读事件发生，进行相应处理
}