python - select.select() 是如何工作的？

Question

背景:

我熟悉C语言的select()函数，已经在许多场合使用过它。其中大部分是用于读写管道、文件等操作。我必须说，我从未使用过错误列表，但这与关键问题无关。

问题:

Python的select()是否表现如下？

对我而言，尽管Python的select()接口非常直观，但它似乎以不同的方式工作。看起来select()会在第一次准备好读取文件时返回。如果你在留下一些字节需要读取的情况下读取文件，调用select()将会阻塞。但如果在两次调用select()之间没有进行任何读取调用，再次调用select()将会按预期返回。例如：

import select
# Open the file (yes, playing around with joysticks)
file = open('/dev/input/js0', 'r') 
# Hold on the select() function waiting
select.select([file], [], [])
# Say 16 bytes are sent to the file, select() will return.
([<open file '/dev/input/js0', mode 'r' at 0x7ff2949c96f0>], [], [])
# Call select() again, and select() will indeed return.
select.select([file], [], [])
([<open file '/dev/input/js0', mode 'r' at 0x7ff2949c96f0>], [], [])
# read 8 bytes. There are 8 bytes left for sure. Calling again file.read(8) will empty the queue and would be pointless for this example
file.read(8)
'<\t\x06\x01\x00\x00\x81\x01'
# call select() again, and select() will block
select.select([file], [], [])
# Should it block? there are 8 bytes on the file to be read.

如果这是Python中select()的行为，那我可以接受并处理它。虽然不是我预期的，但没关系，我知道该怎么做。

但如果这不是select()的行为，我希望有人告诉我我做错了什么。我所读到的关于select()的内容就是Python文档中所说的："select()返回任何在读取|写入|错误列表中的文件是否准备好进行读取|写入|错误检查。" 没有谎言。也许问题应该是：

• 在Python中什么情况下认为一个文件已经准备好进行读取？
• 这意味着从未读取过的文件吗？
• 这意味着有待读取字节的文件吗？

- Sebastian

Answer 1

select()函数在Python中会被转化成系统调用select()，但阻塞的问题可能与缓冲有关。建议用文件系统而非特殊设备（如摇杆）进行读写操作来验证 select() 是否正常工作。

你需要改变open()的调用方式。默认情况下，Python的 open 函数会使用缓冲读取，因此即使你只读取了8个字节，它也可能会读取更多数据并将结果缓存起来。你需要在打开摇杆设备时将open的 buffering 选项设置为无缓存。

建议尝试以下操作：

• Python默认以文本模式打开文件。当处理特殊设备（例如摇杆）时，应该将打开模式设置为rb。
• 以无缓存模式打开文件。
• 如果要使用基于select的调用，请将设备设置为非阻塞模式。尝试使用带有os.O_RDONLY | os.O_NONBLOCK标志的os.open()函数。

- Austin Phillips

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使用0缓冲区大小调用open()就可以了，这对我来说很有意义。没有必要将文件描述符设置为非阻塞，也不需要更改读取模式。这样更好，因为在读取后需要将字符串unpack()成结构体。 - Sebastian

Answer 2

我可以问一个愚蠢的问题吗 - 你确定还剩下8个字节吗？

设备节点不一定像普通文件那样行为。可能需要在单个read（）系统调用中读取整个struct input_event结构体。（如果你没有读取足够的数据，其余部分将被丢弃）。有点像数据报套接字上的recvmsg（）。

- sourcejedi

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@user799204，这是一个愚蠢的问题吗？你读过陈述吗？而且，是的，我确定那个作为例子发布的事实。如果你想知道，唯一的方法就是自己尝试。遵循的步骤是插入一个操纵杆，同时按下两个按钮。这会生成一个与select()同时发生的事件。发出file.read(8)并再次调用select()以查看我提出这个问题的原因。 - Sebastian

哦，顺便说一下，8 是特定事件的字节数。但是如果你愿意，你可以使用比队列中总字节数少的任何数量。请参见被接受的答案，缓冲是问题所在。 - Sebastian

抱歉我的措辞不够清晰。我是指我的问题可能很愚蠢。（这也表现出来了。struct input_event仅适用于“event”文件。您的8个字节是struct js_event的正确大小）。 - sourcejedi

对我来说没问题，编辑也很好。只是提一下你所说的UDP数据包：你是在谈论数据包丢失吗？UDP本来就是这样设计的，它没有控制传输。我不认为有人会编写一个驱动程序，在非确定性的情况下“可能”缺少数据。或者，你是在谈论队列满的问题。如果您的设备队列已满，则旧事件将被新事件替换，因此，是的，您可能会以这种方式“丢失”数据。无论如何，这不是问题所在。问候。 - Sebastian

我在想你的读取大小是否太小了。如果你从UDP中天真地读取8个字节，而数据包是16个字节，那么最后8个字节就会丢失（这反映在MSG_TRUNC标志中）。 - sourcejedi