Windows网络编程系列教程之Select模型

Windows网络编程系列教程之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。今天先讲解select。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。先看看select函数intselect(intnfds,fd_setFAR*readfds,fd_setFAR*writefds,fd_setFAR*exceptfds,conststructtimevalFAR*timeout);第一个参数不要管，会被系统忽略的。第二个参数是用来检查套接字可读性，也就说检查套接字上是否有数据可读，同样，第三个参数用来检查数据是否可以发出。最后一个是检查是否有带外数据可读取。参数详细的意思请去看MSDN，这里限于篇幅不详细解释了。最后一个参数是用来设置select等待多久的，是个结构：structtimeval{longtv_sec;//secondslongtv_usec;//andmicroseconds};如果将这个结构设置为(0,0)，那么select函数会马上返回。说了这么久，select的作用到底是什么？他的作用就是：防止在在阻塞模式的套接字里被锁死，避免在非阻塞套接字里重复检查WSAEWOULDBLOCK错误。他的工作流程如下：1：用FD_ZERO宏来初始化我们感兴趣的fd_set，也就是select函数的第二三四个参数。2：用FD_SET宏来将套接字句柄分配给相应的fd_set。3：调用select函数。4：用FD_ISSET对套接字句柄进行检查，如果我们所关注的那个套接字句柄仍然在开始分配的那个fd_set里，那么说明马上可以进行相应的IO操作。比如一个分配给select第一个参数的套接字句柄在select返回后仍然在select第一个参数的fd_set里，那么说明当前数据已经来了，马上可以读取成功而不会被阻塞。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”#defineInternetAddr127.0.0.1#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_setFD_SET(fdServer,&fdread);//分配套接字句柄到相应的fd_settv.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;}基本上就这样，个人感觉select模型用处不是很大，我只用过一次，去年写端口扫描器的时候用select来检查超时。感觉讲得不是很清楚，虽然东西我很明白，但是要讲解出来讲解得很清楚真不容易。下面是：Select模型的单服务器多客户端示范代码includestdio.h#includeiostream#includewinsock2.husingnamespacestd;intmain(){WORDversion=MAKEWORD(2,2);WSADATAwsaData;SOCKETlistenSocket;SOCKETacceptSocket;SOCKETclientSocket[FD_SETSIZE];intstaticindex=0;DWORDblock=1L;FD_SETReadSet;//加载SOCKET库intf=WSAStartup(version,&wsaData);if(f!=0){cout加载Winsock库错误！错误号：WSAGetLastError()endl;return-1;}//创建监听SOCKETlistenSocket=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_IP);if(listenSocket==INVALID_SOCKET){WSACleanup();cout创建监听SOCKET失败！错误号：WSAGetLastError()endl;return-1;}cout监听SOCKET创建成功!\nendl;//构造服务器地址SOCKADDR_INserverIp;serverIp.sin_family=AF_INET;serverIp.sin_port=htons(8108);serverIp.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);if(bind(listenSocket,(SOCKADDR*)&serverIp,sizeof(SOCKADDR))==SOCKET_ERROR){cout绑定服务器错误！错误号：WSAGetLastError()endl;return-1;}cout绑定操作成功!\nendl;if(listen(listenSocket,10)==SOCKET_ERROR){cout进入监听模式错误！错误号：WSAGetLastError()endl;return-1;}cout服务器已进入监听模式!\nendl;if(ioctlsocket(listenSocket,FIONBIO,&block)==SOCKET_ERROR){Cout监听SOCKET设置为非阻塞模式错误！错误号：WSAGetLastError()endl;return-1;}cout监听SOCKET已设置为非阻塞模式!\n\n\nendl;//非阻塞模式接受客户端连接while(TRUE){cout持续按非阻塞模式接受客户端连接请求!\n\nendl;//将读SET清0FD_ZERO(&ReadSet);//将已有客户端连接放到集合中!for(inti=0;iindex;i){cout将clientSocket[i]放到ReadSet集合中!\nendl;FD_SET(clientSocket[i],&ReadSet);}cout监听SOCKET放入ReadSet集合中!\n\nendl;FD_SET(listenSocket,&ReadSet);if(select(0,&ReadSet,NULL,NULL,NULL)==SOCKET_ERRORcoutselect监听SOCET错误!错误号：WSAGetLastError()endl;system(pause);return-1;}coutselect返回说明已有客户端进行连接或有客户端数据读取或有客户端连接断开!\n\n\nendl;if(FD_ISSET(listenSocket,&ReadSet)){cout当前ReadSet中存监听SOCKET!\n\nendl;acceptSocket=accept(listenSocket,NULL,NULL);if(acceptSocket!=INVALID_SOCKET){cout客户端建立连接成功并保存到clientSocket[index]中!\n\nendl;clientSocket[index]=acceptSocket;index++;}else{cout接收客户端连接错误!错误号：WSAGetLastError()endl;continue;}}for(intj=0;jindex;j){if(FD_ISSET(clientSocket[j],&ReadSet)){cout当前ReadSet集合中有客户端SOCKETclientSocket[j]可读数据!\n[message]charbuffer[100];memset(buffer,0,100);if(recv(clientSoc