网络编程基础漫谈（三）之 select 函数重难点解析 乙篇

接上一篇《网络编程基础漫谈（三）之 select 函数重难点解析 甲篇》。

关于上述代码在实际开发中有几个需要注意的事项，这里逐一来说明一下：

1. select 函数调用前后会修改 readfds、writefds 和 exceptfds 这三个集合中的内容（如果有的话），所以如果您想下次调用 select 复用这个变量，记得在下次调用前再次调用 select 前先使用 FD_ZERO 将集合清零，然后调用 FD_SET 将需要检测事件的 fd 再次添加进去。

select 函数调用之后，readfds、writefds和exceptfds这三个集合中存放的不是我们之前设置进去的 fd，而是有相关有读写或异常事件的 fd，也就是说 select 函数会修改这三个参数的内容，这也要求我们当一个 fd_set 被 select 函数调用后，这个 fd_set 就已经发生了改变，下次如果我们需要使用它，必须使用 FD_ZERO 宏先清零，再重新将我们关心的 fd 设置进去。这点我们从FD_ISSET源码也可以看出来：

如果调用 select 函数之后没有改变 fd_set 集合，那么即使某个 socket 上没有事件，调用 select 函数之后我们用FD_ISSET检测，会原路得到原来设置上去的 socket。这是很多初学者在学习 select 函数容易犯的一个错误，我们通过一个示例来验证一下，这次我们把 select 函数用在客户端。

在 shell 窗口输入以下命令编译程序产生可执行文件select_client：

这次产生的是客户端程序，服务器程序我们这里使用 Linuxnc命令来模拟一下，由于客户端连接的是127.0.0.1:3000这个地址和端口号，所以我们在另外一个shell 窗口的nc命令的参数可以这么写：

执行效果如下：接着我们启动客户端select_client：

需要注意的是，这里我故意将客户端代码中 select 函数的超时时间设置为5秒，以足够我们在这 5 秒内给客户端发一个数据。如果我们在 5 秒内给客户端发送hello字符串：

客户端输出如下：

除了第一次select_client会输出equal字样，后面再也没输出，而select函数以后的执行结果也是超时，即使此时服务器端再次给客户端发送数据。因此验证了：select 函数执行后，确实会对三个参数的 fd_set 进行修改。select函数修改某个 fd_set 集合可以使用如下两张图来说明一下：

因此在调用select函数以后， 原来位置的的标志位可能已经不复存在，这也就是为什么我们的代码中调用一次select函数以后，即使服务器端再次发送数据过来，select函数也不会再因为存在可读事件而返回了，因为第二次 clientfd 已经不在那个 read_set 中了。因此如果复用这些 fd_set 变量，必须按上文所说的重新清零再重新添加关心的 socket 到集合中去。

2. select 函数也会修改 timeval 结构体的值，这也要求我们如果像复用这个变量，必须给 timeval 变量重新设置值。

注意观察上面的例子的输出，我们在调用select函数一次之后，变量 tv 的值也被修改了。具体修改成多少，得看系统的表现。当然这种特性却不是跨平台的，在 Linux 系统中是这样的，而在其他操作系统上却不一定是这样（Windows 上就不会修改这个结构体的值），这点在 Linux man 手册select函数的说明中说的很清楚：

由于不同系统的实现不一样，man 手册的建议将select函数修改timeval结构体的值的行为当作是未定义的，言下之意是如果你要下次使用 select 函数复用这个变量时，记得重新赋值。这是 select 函数需要注意的第二个地方。

3. select 函数的 timeval 结构体的 tv_sec 和 tv_sec 如果两个值设置为 0，即检测事件总时间设置为0，其行为是 select 会检测一下相关集合中的 fd，如果没有需要的事件，则立即返回。

我们将上述select_client.cpp修改一下，修改后的代码如下：

执行结果确实如我们预期的，这里 select 函数只是简单地检测一下 clientfd，并不会等待固定的时间，然后立即返回。

4. 如果将 select 函数的 timeval 参数设置为 NULL，则 select 函数会一直阻塞下去，直到我们需要的事件触发。

我们将上述代码再修改一下：

我们先在另外一个 shell 窗口用nc命令模拟一个服务器，监听的 ip 地址和端口号是0.0.0.0:3000：

然后回到原来的 shell 窗口，编译上述select_client_tvnull.cpp，并使用 gdb 运行程序，这次使用 gdb 运行程序的目的是为了当程序“卡”在某个位置时，我们可以使用 Ctrl + C 把程序中断下来看看程序阻塞在哪个函数调用处：

如上输出结果所示，我们使用 gdb 的r命令（run）将程序跑起来后，程序卡在某个地方，我们按 Ctrl + C（代码中的^C）中断程序后使用bt命令查看当前程序的调用堆栈，发现确实阻塞在select函数调用处；接着我们在服务器端给客户端发送一个hello数据：

客户端收到数据后，select函数满足条件，立即返回，并将数据输出来后继续进行下一轮select检测，我们使用 Ctrl + C 将程序中断，发现程序又阻塞在select调用处；输入c命令（continue）让程序继续运行， 此时，我们再用服务器端给客户端发送world字符串，select函数再次返回，并将数据打印出来，然后继续进入下一轮 select 检测，并继续在 select 处阻塞。

5. 在 Linux 平台上，select 函数的第一个参数必须设置成需要检测事件的所有 fd 中的最大值加1。所以上文中select_server.cpp中，每新产生一个 clientfd，我都会与当前最大的maxfd作比较，如果大于当前的maxfd则将maxfd更新成这个新的最大值。其最终目的是为了在select调用时作为第一个参数（加 1）传进去。

在 Windows 平台上，select 函数的第一个值传任意值都可以，Windows 系统本身不使用这个值，只是为了兼容性而保留了这个参数，但是在实际开发中为了兼容跨平台代码，也会按惯例，将这个值设置为最大 socket 加 1。这点请读者注意。

以上是我总结的 Linux 下 select 使用的五个注意事项，希望读者能理解它们。