如何在 read() 函数调用中实现超时？

问题描述：

我想使用串行 com 端口进行通信，并且我想在每次调用read()函数调用时实现超时。

int filedesc = open( "dev/ttyS0", O_RDWR );

read( filedesc, buff, len );

编辑：

我使用的是Linux操作系统。如何使用select函数调用来实现？

解决方案 1：

select() 有 5 个参数，第一个是最高文件描述符 + 1，然后是用于读取的 fd_set、一个用于写入的 fd_set 和一个用于异常的 fd_set。最后一个参数是 struct timeval，用于超时。它在错误时返回 -1，在超时时返回 0，或者返回已设置的集合中的文件描述符数量。

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/select.h>

int main(void)
{
  fd_set set;
  struct timeval timeout;
  int rv;
  char buff[100];
  int len = 100;
  int filedesc = open( "dev/ttyS0", O_RDWR );

  FD_ZERO(&set); /* clear the set */
  FD_SET(filedesc, &set); /* add our file descriptor to the set */

  timeout.tv_sec = 0;
  timeout.tv_usec = 10000;

  rv = select(filedesc + 1, &set, NULL, NULL, &timeout);
  if(rv == -1)
    perror("select"); /* an error accured */
  else if(rv == 0)
    printf("timeout"); /* a timeout occured */
  else
    read( filedesc, buff, len ); /* there was data to read */
  close(filedesc);
}

解决方案 2：

作为替代方案select()，对于串行端口（终端）的特定情况，您可以使用tcsetattr()将文件描述符置于非规范模式，并设置读取超时。

为此，取消设置ICANON标志，并设置VTIME控制字符：

struct termios termios;

tcgetattr(filedesc, &termios);
termios.c_lflag &= ~ICANON; /* Set non-canonical mode */
termios.c_cc[VTIME] = 100; /* Set timeout of 10.0 seconds */
tcsetattr(filedesc, TCSANOW, &termios);

注意VTIME以十分之一秒为单位，并且其使用的类型通常为unsigned char，这意味着最大超时为 25.5 秒。

解决方案 3：

如果将套接字设置为以非阻塞模式运行，则每次调用 read 时将仅读取当前可用的数据（如果有）。因此，这实际上相当于立即超时。

您可以使用如下函数在套接字上设置非阻塞模式：

int setnonblock(int sock) {
   int flags;
   flags = fcntl(sock, F_GETFL, 0);
   if (-1 == flags)
      return -1;
   return fcntl(sock, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);
}

（有关从非阻塞套接字读取的更多信息，请参阅read手册页）

解决方案 4：

您没有说明操作系统是什么，但如果您在 Linux 下运行，则可以使用 select 调用。如果文件描述符上有可读取的内容，则它会返回，或者您可以将其设置为如果没有可读取的内容，它将超时。返回代码指示哪种情况。

解决方案 5：

以下代码使用每字符毫秒超时。我在我的一个项目中使用它来从 COM 端口读取。

size_t TimeoutRead (int port, void*buf, size_t size, int mlsec_timeout)
{
    struct pollfd fd = { .fd = port, .events = POLLIN };

    size_t      bytesread = 0;

    while (poll (&fd, 1, mlsec_timeout) == 1)
    {
        int chunksize = read (port, buf + bytesread, size);
        if (chunksize == -1)
            return -1;

        bytesread += chunksize;
        size -= chunksize;

        if (size == 0)
            return bytesread;
    }

    // TODO: IsTimeout = true;
    return bytesread;
}