Select模型

讲一下套接字模式和套接字I/O模型的区别。先说明一下，只针对Winsock，如果你要骨头里挑鸡蛋把UNIX下的套接字概念来往这里套，那就不关我的事。

套接字模式：阻塞套接字和非阻塞套接字。或者叫同步套接字和异步套接字。

套接字模型：描述如何对套接字的I/O行为进行管理。

Winsock提供的I/O模型一共有五种：

select,WSAAsyncSelect,WSAEventSelect,Overlapped,Completion。

1：select模型（选择模型）

先看一下下面的这句代码：

intiResult=recv(s,buffer,1024);

这是用来接收数据的，在默认的阻塞模式下的套接字里，recv会阻塞在那里，直到套接字连接上有数据可读，把数据读到buffer里后recv函数才会返回，不然就会一直阻塞在那里。在单线程的程序里出现这种情况会导致主线程（单线程程序里只有一个默认的主线程）被阻塞,这样整个程序被锁死在这里，如果永远没数据发送过来，那么程序就会被永远锁死。这个问题可以用多线程解决，但是在有多个套接字连接的情况下，这不是一个好的选择，扩展性很差。Select模型就是为了解决这个问题而出现的。

再看代码：

intiResult=ioctlsocket(s,FIOBIO,(unsignedlong*)&ul);

iResult=recv(s,buffer,1024);

这一次recv的调用不管套接字连接上有没有数据可以接收都会马上返回。原因就在于我们用ioctlsocket把套接字设置为非阻塞模式了。不过你跟踪一下就会发现，在没有数据的情况下，recv确实是马上返回了，但是也返回了一个错误：WSAEWOULDBLOCK，意思就是请求的操作没有成功完成。看到这里很多人可能会说，那么就重复调用recv并检查返回值，直到成功为止，但是这样做效率很成问题，开销太大。

感谢天才的微软工程师吧，他们给我们提供了好的解决办法。

这时候我们便可以采取select模型。select允许进程指示内核等待多个事件中的任何一个发生，并仅在有一个或多个时间发生或经历一段指定时间后才唤醒它。select告诉内核对哪些描述子感兴趣以及等待多长时间。这就是所谓的非阻塞模型，就是进程或线程执行此函数时不必非要等待事件的发生，一旦执行肯定返回，以返回值的不同来反映函数的执行情况，如果事件发生则与阻塞方式相同，若事件没有发生则返回一个代码来告知事件未发生，而进程或线程继续执行，所以效率较高。

select的函数原型：

/*参数列表
intmaxfdp是一个整数值，是指集合中所有文件描述符的范围，即所有文件描述符的最大值加1，不能错！在Windows中这个参数的值无所谓，可以设置不正确。
　　
fd_set*readfds是指向fd_set结构的指针，这个集合中应该包括文件描述符，我们是要监视这些文件描述符的读变化的，即我们关心是否可以从这些文件中读取数据了，如果这个集合中有一个文件可读，select就会返回一个大于0的值，表示有文件可读，如果没有可读的文件，则根据timeout参数再判断是否超时，若超出timeout的时间，select返回0，若发生错误返回负值。可以传入NULL值，表示不关心任何文件的读变化。
　　
fd_set*writefds是指向fd_set结构的指针，这个集合中应该包括文件描述符，我们是要监视这些文件描述符的写变化的，即我们关心是否可以向这些文件中写入数据了，如果这个集合中有一个文件可写，select就会返回一个大于0的值，表示有文件可写，如果没有可写的文件，则根据timeout参数再判断是否超时，若超出timeout的时间，select返回0，若发生错误返回负值。可以传入NULL值，表示不关心任何文件的写变化。
　　
fd_set*errorfds同上面两个参数的意图，用来监视文件错误异常。
　　
structtimeval*timeout是select的超时时间，这个参数至关重要，它可以使select处于三种状态：
第一，若将NULL以形参传入，即不传入时间结构，就是将select置于阻塞状态，一定等到监视文件描述符集合中某个文件描述符发生变化为止；
第二，若将时间值设为0秒0毫秒，就变成一个纯粹的非阻塞函数，不管文件描述符是否有变化，都立刻返回继续执行，文件无变化返回0，有变化返回一个正值；
第三，timeout的值大于0，这就是等待的超时时间，即select在timeout时间内阻塞，超时时间之内有事件到来就返回了，否则在超时后不管怎样一定返回，返回值同上述。
*/

/*
返回值：

负值：select错误

正值：某些文件可读写或出错

0：等待超时，没有可读写或错误的文件
*/
第二种解释版本：

参数解释：
参数1nfds：这个参数是一个被忽略的参数，我们在程序中传入0即可，其目的是与伯克利套接字兼容。
参数2readfds：可读性监视集合，可读性指有连接到来、有数据到来、连接已关闭、重置或终止。
参数3writefds：可写性监视集合，可写性指数据可以发送、连接可以成功。
参数4exceptfds：例外性监视集合，例外性指连接会失败、外带数据到来
参数4timeout：该参数指定select会等待的时间，者结构很简单，要是有兴趣可以看看msdn
注意：select参数中的三个监视集合至少有一个不能为空，任何其它两个都可为空

fd_set的结构，这个结构是用来装SOCKET的，把要监视SOCKET传给这个结构，然后同select函数进行监视。

和select模型紧密结合的四个宏:

FD_CLR(s,*set)从队列set删除句柄s。
FD_ISSET(s,*set)检查句柄s是否存在与队列set中。
FD_SET(s,*set)把句柄s添加到队列set中。
FD_ZERO(*set)把set队列初始化成空队列。

select选择模式倚赖于select函数，其思想就是让select函数对传入fd_set进行监视（fd_set中装有你的SOCKET句柄），如果没什么事发生select就将fd_set中的SOCKET清除。

下面给出一个简单的select模型的服务端套接字。


#include“iostream.h”


#include“winsock2.h”


#include“windows.h”






#defineInternetAddr"127.0.0.1"


#defineiPort5055




#pragmacomment(lib,"ws2_32.lib")






voidmain()


{


　　　　WSADATAwsa;


　　　　WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsa);


　　　　


　　　　SOCKETfdServer=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);


　　　　


　　　　structsockaddr_inserver;


　　　　server.sin_family=AF_INET;


　　　　server.sin_addr.s_addr=inet_addr(InternetAddr);


　　　　server.sin_port=htons(iPort);


　　　　


　　　　intret=bind(fdServer,(sockaddr*)&server,sizeof(server));


　　　　ret=listen(fdServer,4);






　　　　SOCKETAcceptSocket;


　　　　fd_setfdread;


　　　　timevaltv;


　　　　intnSize;




　　　　while(1)


　　　　{


　　　　　　　　


　　　　　　　　FD_ZERO(&fdread);//初始化fd_set


　　　　　　　　FD_SET(fdServer,&fdread);//分配套接字句柄到相应的fd_set


　　　　　　　　


　　　　　　　　


　　　　　　　　tv.tv_sec=2;//这里我们打算让select等待两秒后返回，避免被锁死，也避免马上返回


　　　　　　　　tv.tv_usec=0;


　　　　　　　　


　　　　　　　　select(0,&fdread,NULL,NULL,&tv);


　　　　　　　　


　　　　　　　　nSize=sizeof(server);


　　　　　　　　if(FD_ISSET(fdServer,&fdread))//如果套接字句柄还在fd_set里，说明客户端已经有connect的请求发过来了，马上可以accept成功


　　　　　　　　{


　　　　　　　　　　　　AcceptSocket=accept(fdServer,(sockaddr*)&server,&nSize);


　　　　　　　　　　　　break;


　　　　　　　　}


　　　　　　　　


　　　　　　　　else//还没有客户端的connect请求，我们可以去做别的事，避免像没有用select方式的阻塞套接字程序被锁死的情况，如果没用select,当程序运行到accept的时候客户端恰好没有connect请求，那么程序就会被锁死，做不了任何事情


　　　　　　　　{


　　　　　　　　　　　　//dosomething


　　　　　　　　　　　　::MessageBox(NULL,"waiting

","recv",MB_ICONINFORMATION);//别的事做完后，继续去检查是否有客户端连接请求


　　　　　　　　}


　　　　}




　　　　charbuffer[128];


　　　　ZeroMemory(buffer,128);




　　　　ret=recv(AcceptSocket,buffer,128,0);//这里同样可以用select，用法和上面一样




　　　　::MessageBox(NULL,buffer,"recv",MB_ICONINFORMATION);




　　　　closesocket(AcceptSocket);


　　　　WSACleanup();


　　　　


　　　　return;




}