ПРИМЕЧАНИЕ
В ранних реализациях SVR4 функция select содержала ошибку: если один и тот же бит находился в нескольких наборах дескрипторов — допустим, дескриптор был готов и для чтения, и для записи, — он учитывался только один раз. В современных реализациях эта ошибка исправлена.
При каких условиях дескриптор становится готовым?
Мы говорили об ожидании готовности дескриптора для ввода-вывода (чтения или записи) или возникновения исключительной ситуации, требующей обработки (внеполосные данные). В то время как готовность к чтению и записи очевидна для файловых дескрипторов, в случае дескрипторов сокетов следует более внимательно изучить те условия, при которых функция
select
сообщает, что сокет готов (см. рис. 16.52 [128]).
1. Сокет готов для чтения, если выполнено хотя бы одно из следующих условий:
1) число байтов данных в приемном буфере сокета больше или равно текущему значению минимального количества данных (low water-mark) для приемного буфера сокета. Операция считывания данных из сокета не блокируется и возвратит значение, большее нуля (то есть данные, готовые для чтения). Мы можем задать значение минимального количества данных (low-water mark) с помощью параметра сокета
SO_RCVLOWAT
. По умолчанию для сокетов TCP и UDP это значение равно 1;
2) на противоположном конце соединение закрывается (нами получен сегмент FIN). Операция считывания данных из сокета не блокируется и возвратит нуль (то есть признак конца файла);
3) сокет является прослушиваемым, и число установленных соединений ненулевое. Функция
accept
на прослушиваемом сокете в таком случае обычно не блокируется, хотя в разделе 16.6 мы описываем ситуацию, в которой функция accept может заблокироваться несмотря на наличие установленных соединений;
4) ошибка сокета, ожидающая обработки. Операция чтения на сокете не блокируется и возвратит ошибку (-1) со значением переменной
errno
, указывающим на конкретное условие ошибки. Эти
ошибки, ожидающие обработки, можно также получить, вызвав функцию
getsockopt
с параметром
SO_ERROR,
после чего состояние ошибки будет сброшено.
2. Сокет готов для записи, если выполнено одно из следующих условий:
1) количество байтов доступного пространства в буфере отправки сокета больше или равно текущему значению минимального количества данных для буфера отправки сокета и либо сокет является присоединенным, либо сокету не требуется соединения (например, сокет UDP). Это значит, что если мы отключим блокировку для сокета (см. главу 16), операция записи не заблокирует процесс и возвратит положительное значение (например, число байтов, принятых транспортным уровнем). Устанавливать минимальное количество данных мы можем с помощью параметра сокета
SO_SNDLOWAT
. По умолчанию это значение равно 2048 для сокетов TCP и UDP;
2) получатель, которому отправляются данные, закрывает соединение. Операция записи в сокет сгенерирует сигнал
SIGPIPE
(см. раздел 5.12);
3) ошибка сокета, ожидающая обработки. Операция записи в сокет не блокируется и возвратит ошибку (-1) со значением переменной
errno
, указывающей на конкретное условие ошибки. Эти
ошибки, ожидающие обработки, можно также получить и сбросить, вызвав функцию
getsockopt
с параметром сокета
SO_ERROR
.
3. Исключительная ситуация, требующая обработки, может возникнуть на сокете в том случае, если приняты внеполосные данные либо если отметка вне- полосных данных в принимаемом потоке еще не достигнута. (Внеполосные данные описываются в главе 24.)
ПРИМЕЧАНИЕ
Наши определения «готов для чтения» и «готов для записи» взяты непосредственно из макроопределений ядра soreadable и sowritable (которые описываются в [128, с. 530-531]). Аналогично, наше определение «исключительной ситуации» взято из функции soo_select, которая описана там же.
Обратите внимание, что когда происходит ошибка на сокете, функция
select
отмечает его готовым как для чтения, так и для записи.
Значения минимального количества данных (low-water mark) для приема и отправки позволяют приложению контролировать, сколько данных должно быть доступно для чтения или сколько места должно быть доступно для записи перед тем, как функция
select
сообщит, что сокет готов для чтения или записи. Например, если мы знаем, что наше приложение не может сделать ничего полезного, пока не будет получено как минимум 64 байт данных, мы можем установить значение минимального количества данных равным 64, чтобы функция
select
не вывела нас из состояния ожидания, если для чтения готово менее 64 байт.
Пока значение минимального количества данных для отправки в сокете UDP меньше, чем буфер отправки сокета (а такое отношение между ними всегда устанавливается по умолчанию), сокет UDP всегда готов для записи, поскольку соединения не требуется.
В табл. 6.1 суммируются описанные выше условия, при которых сокет становится готовым для вызова функции
select
.
Таблица 6.1. Условия, при которых функция select сообщает, что сокет готов для чтения или для записи либо, что необходима обработка исключительной ситуации
| Условие | Сокет готов для чтения | Сокет готов для записи | Исключительная ситуация |
| Данные для чтения | • | | |
| Считывающая половина соединения закрыта | • | | |
| Для прослушиваемого сокета готово новое соединение | • | | |
| Пространство, доступное для записи | | • | |
| Записывающая половина соединения закрыта | | • | |
| Ошибка, ожидающая обработки | • | • | |
| Внеполосные данные TCP | | | • |
Максимальное число дескрипторов для функции select
Ранее мы сказали, что большинство приложений не используют много дескрипторов. Например, редко можно найти приложение, использующее сотни дескрипторов. Но такие приложения существуют, и часто они используют функцию
select
для мультиплексирования дескрипторов. Когда функция
select
была создана, операционные системы обычно имели ограничение на максимальное число дескрипторов для каждого процесса (этот предел в реализации 4.2BSD составлял 31), и функция
select
просто использовала тот же предел. Но современные версии Unix допускают неограниченное число дескрипторов для каждого процесса (часто оно ограничивается только количеством памяти и административными правилами), поэтому возникает вопрос: как же теперь работает функция
select
?
