fcntl和select函数彻底搞明白

fcntl 和 select 函数彻底搞明白 第一、fcntl 函数详细使用 fcntl 有强大的功能，它能够复制一个现有的描述符，获得/设置文件描述符标记， 获得/设置文件状态标记，获得/设置异步 I/O 所有权，获得 /设置纪录锁。 当多个用户共同使用，操作一个文件的情况，Linux 通常采用的方法就是给文 件上锁，来避免共享资源产生竞争的状态。 fcntl 文件锁有两种类型：建议性锁和强制性锁 建议性锁是这样规定的：每个使用上锁文件的进程都要检查是否有锁存 在，当然还得尊重已有的锁。内核和系统总体上都坚持不使用建议性锁，它们 依靠程序员遵守这个规定。 强制性锁是由内核执行的。当文件被上锁来进行写入操作时，在锁定该 文件的进程释放该锁之前，内核会阻止任何对该文件的读或写访问，每次读或 写访问都得检查锁是否存在。 使用 fcntl 文件锁进行 I/O 操作必须小心：进程在开始任何 I/O 操作前如 何去处理锁，在对文件解锁前如何完成所有的操作，是必须考虑的。如果在设 置锁之前打开文件，或者读取该锁之后关闭文件，另一个进程就可能在上锁/解 锁操作和打开/关闭操作之间的几分之一秒内访问该文件。当一个进程对文件加 锁后，无论它是否释放所加的锁，只要文件关闭，内核都会自动释放加在文件 上的建议性锁（这也是建议性锁和强制性锁的最大区别）, 所以不要想设置建 议性锁来达到永久不让别的进程访问文件的目的(强制性锁才可以)_；强制性 锁则对所有进程起作用。 可以用 fcntl 函数改变一个已打开的文件的属性, 可以重新设置读、写、追 加、非阻塞等标志(这些标志称为 File StatusFlag),而不必重新 open 文件。 #include #include int fcntl(int fd, int cmd); int fcntl(int fd, int cmd, long arg); int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock); 这个函数和 open 一样,也是用可变参数实现的,可变参数的类型和个数取决于前 面的 cmd 参数。 文件锁包括了 建议性锁 和 强制性锁。 建议性锁要求每个上锁的文件的进程都要检查是否有锁存在，并且尊重已有的 锁，在一般情况下，内核和系统都不使用建议性锁。 强制性锁是由内核执行的锁，当一个文件被上锁进行读写操作的时候，内核将 阻止其他任何文件对其进行读写操作。每次读写操作都要检查是否有锁存在。 在 Linux 中实现上锁的函数有 lock()和 fcntl()。 lock()用于对文件施加建议性锁 fcntl()用于对文件施加建议性锁和强制性锁都行。同时还可以对文件某一条纪录 进行上锁，也就是记录锁。 记录锁分为 读取锁（共享锁，它能够使多个进程都能在文件的同一部分建立读 取锁） 和 写入锁（排斥锁，在任何时刻只能有一个进程在文件的某部分建立 写入锁。）。 fcntl 函数原型 #include #include #include int fcntl(int fd, /文件描述符 int cmd , /不同的命令 struct flock *lock) /设置记录锁的具体状态 cmd 取值： F_DUPFD 复制文件描述符 F_GETFD 获得 fd 的 close-on-exec 标志 F_SETFD 设置 close-on-exec 标志 F_GETFL 获得 open 设置标志 F_SETFL 设置 lock 描述的标志 F_GETLK 测试该锁是否被另外一把锁排斥 F_SETLKW 如果存在其他锁，则调用进程睡眠，如果捕捉到信号则睡眠中断 F_GETOWN 检索收到的 SIGIO 和 SIGURG 信号的进程号或者进程组号 F_SETOWN 设置进程号或进程组号 这里的 lock 结构体如下： struct flock short l_type; /*F_RDLCK(读取锁),F_WRLCK（写入锁）,F_UNLCK（解锁） */ off_t l_start; /*相对偏移量（字节）*/ short l_whence; /*SEEK_SET ,SEEK_CUR ,SEEK_END */ off_t l_len; /*加锁区域长度*/ pid_t l_pid; 成功：0 出错：-1 提示：如果加锁整个文件通常的方法是将 l_start 设置为 0，l_whence 设置为 SEEK_SET, l_len 设置为 0。 下面的例子使用 F_GETFL 和 F_SETFL 这两种 fcntl 命令改变 STDIN_FILENO 的属性上 O_NONBLOCK 选项, 实现非阻塞读终端的功能。 用 fcntl 改变 File Status Flag #include #include #include #include #include #define MSG_TRY “try againn“ int main(void) char buf10; int n; int flags; flags = fcntl(STDIN_FILENO, F_GETFL); flags |= O_NONBLOCK; if (fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, flags) = -1) perror(“fcntl“); exit(1); tryagain: n = read(STDIN_FILENO, buf, 10); if (n #include #include int main(int argc, char * argv) char buf10 = “; read(0, buf, 9); /* 从标准输入 0 读入字符 */ fprintf(stdout, “%sn“, buf); /* 向标准输出 stdout 写字符 */ return 0; /* *上面和下面的代码都可以用来从标准输入读用户输入的 9 个字符* */ #include #include #include int main(int argc, char * argv) char buf10 = “; fread(buf, 9, 1, stdin); /* 从标准输入 stdin 读入字符 */ write(1, buf, strlen(buf); return 0; 继续上面说的 select，就是用来监视某个或某些句柄的状态变化的。 select 函数原型如下： int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout); 函数的最后一个参数 timeout 显然是一个超时时间值，其类型是 struct timeval *，即一个 struct timeval 结构的变量的指针，所以我们在程序里要申明 一个 struct timeval tv;然后把变量 tv 的地址 /* seconds */ long tv_usec; /* microseconds */ ; 第 2、3、4 三个参数是一样的类型： fd_set *，即我们在程序里要申明几个 fd_set 类型的变量，比如 rdfds, wtfds, exfds，然后把这个变量的地址 /* 先申明一个 fd_set 集合来保存我们要检测的 socket 句柄 */ struct timeval tv; /* 申明一个时间变量来保存时间 */ int ret; /* 保存返回值 */ FD_ZERO( /* 用 select 函数之前先把集合清零 */ FD_SET(socket, /* 把要检测的句柄 socket 加入到集合里 */ tv.tv_sec = 1; tv.tv_usec = 500; /* 设置 select 等待的最大时间为 1 秒加 500 毫秒 */ ret = select(socket + 1, /* 检测我们上面设置到集合 rdfds 里的句柄是否有可读信息 */ if(ret maxfd) maxfd = sa; if(sb maxfd) maxfd = sb; if(sc maxfd) maxfd = sc; 然后调用 select 函数： ret = select(maxfd + 1, /* 注意是最大值还要加 1 */ 同样的道理，如果我们要检测用户是否按了键盘进行输入，我们就应该把标准 输入 0 这个句柄放到 select 里来检测，如下： FD_ZERO( FD_SET(0, tv.tv_sec = 1; t