select系统调用的第一个参数的目的是什么？

Question

从 man select

int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
           fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

nfds 是三个集合中任何一个中编号最大的文件描述符，加 1。

的目的是什么nfds，当我们已经有了readfds,writefds和exceptfds，从中可以确定文件描述符？

Answer 1

在“UNIX 环境中的高级编程”中，W. Richard Stevens 说这是一种性能优化：

通过指定我们感兴趣的最高描述符，内核可以避免遍历三个描述符集中的数百个未使用的位，寻找打开的位。

（第一版，第 399 页）

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更新

Anfd_set通常能够跟踪多达 1024 个文件描述符。

跟踪哪些fds设置为0和哪些设置为的最有效方法是位集1，因此每个fd_set将包含 1024 位。

在 32 位系统上，long int（或“字”）是 32 位，这意味着每个fd_set是
1024 / 32 = 32 个字。

如果nfds是一些小的东西，例如 8 或 16，在许多应用程序中都是这样，它只需要查看第一个单词，这显然比查看所有 32 个单词要快。

（查看FD_SETSIZE和__NFDBITS来自/usr/include/sys/select.h您平台上的值。）

更新 2

至于为什么函数签名不是

int select(fd_set *readfds, int nreadfds,
           fd_set *writefds, int nwritefds,
           fd_set *exceptfds, int nexceptfds,
           struct timeval *timeout);

我的猜测是因为代码试图将所有参数保存在registers 中，因此 CPU 可以更快地处理它们，如果它必须跟踪额外的 2 个变量，则 CPU 可能没有足够的寄存器。

换句话说，select就是公开一个实现细节，以便它可以更快。

• BSD 4.4 Lite select 源代码（select 和 selscan 函数）
• Linux 2.6.37 select 源码（do_select 和 max_select_fd 函数）

Answer 2

我不确定，因为我不是 select() 的设计者之一，但我会说这是一种性能优化。调用函数知道它在 read、write 和 except FD 中放入了多少文件描述符，那么内核为什么要再次计算出来呢？

请记住，在 80 年代初，当 select() 被引入时，他们没有可使用的多千兆赫兹、多处理器。25 MHz VAX 速度相当快。另外，如果可以的话，您希望 select() 快速工作：如果某些 I/O 正在等待进程，为什么要让进程等待？