c - 如何通知 select() 立即返回？

Question

我有一个工作线程正在监听传入流量的 TCP 套接字，并缓冲接收到的数据以供主线程访问(我们称此套接字为 A)。但是，即使没有数据传入，工作线程也必须执行一些常规操作(比如每秒一次)。因此，我使用带超时的 select()，这样我不需要继续轮询。 (请注意，在非阻塞套接字上调用 receive() 然后休眠一秒钟是不好的:传入的数据应该立即可用于主线程，即使主线程可能并不总是能够立即处理它，因此需要缓冲。)

现在，我还需要能够通知工作线程立即做一些其他事情；在主线程中，我需要让工作线程的 select() 立即返回。目前，我已经解决了这个问题(方法基本上采用了 here 和 here ):

在程序启动时，工作线程为此创建一个额外的数据报 (UDP) 类型的套接字，并将其绑定(bind)到某个随机端口(我们称此套接字为 B)。同样，主线程创建一个用于发送的数据报套接字。在调用 select() 时，工作线程现在在 fd_set 中列出了 A 和 B。当主线程需要发出信号时，它会sendto() 将几个字节发送到localhost 上的相应端口。回到工作线程，如果 B 在 select() 返回后仍然在 fd_set 中，那么 recvfrom()被调用并且接收到的字节被简单地忽略。

这似乎工作得很好，但我不能说我喜欢这个解决方案，主要是因为它需要为 B 绑定(bind)一个额外的端口，还因为它添加了几个额外的套接字 API 调用，这我猜可能会失败——而且我真的不想为每种情况找出适当的行动。

我认为理想情况下，我想调用一些将 A 作为输入的函数，除了让 select() 立即返回之外什么都不做。但是，我不知道这样的功能。 (我想我可以例如 shutdown() 套接字，但副作用是不能接受的:)

如果这不可能，第二个最佳选择是创建一个比真正的 UDP 套接字更虚拟的 B，并且实际上不需要分配任何有限的资源(超出合理数量)内存)。我猜 Unix domain sockets确实会这样做，但是:尽管一些适度的 #ifdef 东西很好，但解决方案的跨平台性应该不会比我目前拥有的少很多。 (我的目标主要是 Windows 和 Linux – 顺便写 C++。)

请不要建议重构以摆脱两个单独的线程。这种设计是必要的，因为主线程可能会被阻塞很长时间(例如，进行一些密集的计算——我无法从最内层的计算循环开始定期调用 receive())，并且在同时，需要有人缓冲传入的数据(由于我无法控制的原因，它不能是发送者)。

既然我正在写这篇文章，我意识到有人肯定会简单地回复“Boost.Asio”，所以我只是第一次看了一下……但是找不到明显的解决方案。请注意，我也不能(轻易地)影响 socket A 的创建方式，但如果需要，我应该能够让其他对象包装它。

Answer 1

你快到了。使用"self-pipe" trick .打开一个管道，将其添加到您的 select() 读写 fd_set，从主线程写入它以解除对工作线程的阻塞。它可以跨 POSIX 系统移植。

我在一个系统中看到了 Windows 的类似技术的变体(实际上与上述方法一起使用，由 #ifdef WIN32 分隔)。可以通过向 fd_set 添加虚拟(未绑定(bind))数据报套接字然后关闭它来实现解除阻塞。当然，缺点是每次都必须重新打开它。

然而，在上述系统中，这两种方法的使用都相当谨慎，并且用于意外事件(例如，信号、终止请求)。首选方法仍然是 select() 的可变超时，具体取决于为工作线程安排某事的时间。