select 源码分析&原理探索

最新推荐文章于 2024-06-18 11:07:45 发布

罗蜜斯丹

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分类专栏： C Linux 文章标签： linux

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本文主要探讨了Linux系统中select函数的fd_set结构体，分析了其在CentOS 7 64位环境下如何存储文件描述符，并指出fd_set实际上是一个包含16个long int元素的数组，用以表示最大1024个文件描述符的状态。通过对FD_SETSIZE的打印，揭示了select支持的最大文件描述符数量。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

系统：centos 7 64位

select 中的fd_set

fd_set结构体定义在这：

typedef struct
  {
    /* XPG4.2 requires this member name.  Otherwise avoid the name
       from the global namespace.  */
#ifdef __USE_XOPEN
    __fd_mask fds_bits[__FD_SETSIZE / __NFDBITS];
# define __FDS_BITS(set) ((set)->fds_bits)
#else
    __fd_mask __fds_bits[__FD_SETSIZE / __NFDBITS];
# define __FDS_BITS(set) ((set)->__fds_bits)
#endif
  } fd_set;

fd在内核中存储在fd_set，fd_set是包含一个大小为 16 ( __FD_SETSIZE / __NFDBITS)的数组；数组成员 long int（8B=64b）；

int main()
{
    fd_set fdset;
    FD_ZERO(&fdset);
    for (int i=0; i<16; i++){
        FD_SET(i*64, &fdset);
    }
    debug("NFDBITS = %d", NFDBITS);
    debug("FD_SETSIZE = %d", FD_SETSIZE);
    for (int i=0; i< FD_SETSIZE/ NFDBITS; i++){
        debug("fdset[%d] = %lu",i, fdset.fds_bits[i]);
    }
    return 0;
}

打印FD_SETSIZE我们就可以知道select支持的最大FD，输出如下

/tmp/tmp.J5IiMTfNfM/main.cpp, func: main      ,Line: 00024]: NFDBITS = 64
[file: /tmp/tmp.J5IiMTfNfM/main.cpp, func: main      ,Line: 00025]: FD_SETSIZE = 1024
[file: /tmp/tmp.J5IiMTfNfM/main.cpp, func: main      ,Line: 00028]: fdset[0] = 1
[file: /tmp/tmp.J5IiMTfNfM/main.cpp, func: main      ,Line: 00028]: fdset[1] = 1
[file: /tmp/tmp.J5IiMTfNfM/main.cpp, func: main      ,Line: 00028]: fdset[2] = 1
[file: /tmp/tmp.J5IiMTfNfM/main.cpp, func: main      ,Line: 00028]: fdset[3] = 1
[file: /tmp/tmp.J5IiMTfNfM/main.cpp, func: main      ,Line: 00028]: fdset[4] = 1
[file: /tmp/tmp.J5IiMTfNfM/main.cpp, func: main      ,Line: 00028]: fdset[5] = 1
[file: /tmp/tmp.J5IiMTfNfM/main.cpp, func: main      ,Line: 00028]: fdset[6] = 1
[file: /tmp/tmp.J5IiMTfNfM/main.cpp, func: main      ,Line: 00028]: fdset[7] = 1
[file: /tmp/tmp.J5IiMTfNfM/main.cpp, func: main      ,Line: 00028]: fdset[8] = 1
[file: /tmp/tmp.J5IiMTfNfM/main.cpp, func: main      ,Line: 00028]: fdset[9] = 1
[file: /tmp/tmp.J5IiMTfNfM/main.cpp, func: main      ,Line: 00028]: fdset[10] = 1
[file: /tmp/tmp.J5IiMTfNfM/main.cpp, func: main      ,Line: 00028]: fdset[11] = 1
[file: /tmp/tmp.J5IiMTfNfM/main.cpp, func: main      ,Line: 00028]: fdset[12] = 1
[file: /tmp/tmp.J5IiMTfNfM/main.cpp, func: main      ,Line: 00028]: fdset[13] = 1
[file: /tmp/tmp.J5IiMTfNfM/main.cpp, func: main      ,Line: 00028]: fdset[14] = 1
[file: /tmp/tmp.J5IiMTfNfM/main.cpp, func: main      ,Line: 00028]: fdset[15] = 1

从打印可以知道最大支持fd 是1024，基于下面定义的FD操作，fd_set 被抽象为长度为1024的比特串。

#define	FD_SET(fd, fdsetp)	__FD_SET (fd, fdsetp)
#define	FD_CLR(fd, fdsetp)	__FD_CLR (fd, fdsetp)
#define	FD_ISSET(fd, fdsetp)	__FD_ISSET (fd, fdsetp)
#define	FD_ZERO(fdsetp)		__FD_ZERO (fdsetp)