资料整理－－socket之select函数

Select在Socket编程中还是比较重要的，它能够监视我们需要监视的文件描述符的变化情况——读写或是异常。
Select的函数格式(Unix系统下的伯克利socket编程，和windows下的略有区别，体现两个方面：一是select函数的第一个参数，在windows下可以忽略，但在linux下必须设为最大文件描述符加1；二是结构fd_set在两个系统里定义不一样)：
int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout);
先说明两个结构体：
第一，struct fd_set可以理解为一个集合，这个集合中存放的是文件描述符(file descriptor)，即文件句柄，这可以是我们所说的普通意义的文件，当然Unix下任何设备、管道、FIFO等都是文件形式，全部包括在内，所以毫无疑问一个socket就是一个文件，socket句柄就是一个文件描述符。fd_set集合可以通过一些宏由人为来操作，比如清空集合 FD_ZERO(fd_set *)，将一个给定的文件描述符加入集合之中FD_SET(int ,fd_set *)，将一个给定的文件描述符从集合中删除FD_CLR(int ,fd_set*)，检查集合中指定的文件描述符是否可以读写FD_ISSET(int ,fd_set* )。一会儿举例说明。
第二，struct timeval是一个大家常用的结构，用来代表时间值，有两个成员，一个是秒数，另一个是毫秒数。
具体解释select的参数：
int maxfdp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。
struct timeval* 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
在有了select后可以写出像样的网络程序来！举个简单的例子，就是从网络上接受数据写入一个文件中。
    #include <winsock.h>
    #include <stdio.h>
    #define PORT       5150
    #define MSGSIZE    1024
    #pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
    int    g_iTotalConn = 0;
    SOCKET g_CliSocketArr[FD_SETSIZE];
    DWORD WINAPI WorkerThread(LPVOID lpParameter);
    int main()
    {   
        WSADATA     wsaData;   
        SOCKET      sListen, sClient;   
        SOCKADDR_IN local, client;   
        int         iaddrSize = sizeof(SOCKADDR_IN);   
        DWORD       dwThreadId;   
        // Initialize Windows socket library   
        WSAStartup(0x0202, &wsaData);   
        // Create listening socket   
        sListen = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);   
        // Bind           
        local.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);
        local.sin_family = AF_INET;
        local.sin_port = htons(PORT);   
        bind(sListen, (struct sockaddr *)&local, sizeof(SOCKADDR_IN));   
        // Listen   listen(sListen, 3);   
        // Create worker thread   
        CreateThread(NULL, 0, WorkerThread, NULL, 0, &dwThreadId);     
        while (TRUE)   
        {              // Accept a connection     
            sClient = accept(sListen, (struct sockaddr *)&client, &iaddrSize);     
            printf("Accepted client:%s:%d/n", inet_ntoa(client.sin_addr), ntohs(client.sin_port));     
            // Add socket to g_CliSocketArr     
            g_CliSocketArr[g_iTotalConn++] = sClient;   
        }     
        return 0;
    }
    DWORD WINAPI WorkerThread(LPVOID lpParam)
    {   
        int            i;   
        fd_set         fdread;   
        int            ret;   
        struct timeval tv = {1, 0};   
        char           szMessage[MSGSIZE];     
        while (TRUE)   
        {     
            FD_ZERO(&fdread);     
            for (i = 0; i < g_iTotalConn; i++)
             {
                 FD_SET(g_CliSocketArr, &fdread);
             }                     // We only care read event
             ret = select(0, &fdread, NULL, NULL, &tv);
             if (ret == 0)
             {       // Time expired
                 continue;
             }
             for (i = 0; i < g_iTotalConn; i++)
             {
                 if (FD_ISSET(g_CliSocketArr, &fdread))
                  {         // A read event happened on g_CliSocketArr
                       ret = recv(g_CliSocketArr, szMessage, MSGSIZE, 0);
                       if (ret == 0 || (ret == SOCKET_ERROR && WSAGetLastError() == WSAECONNRESET))
                        {
                             // Client socket closed           
                             printf("Client socket %d closed./n", g_CliSocketArr);
                             closesocket(g_CliSocketArr);
                             if (i < g_iTotalConn - 1)
                             {
                                 g_CliSocketArr[i--] = g_CliSocketArr[--g_iTotalConn];
                             }
                         }
                         else
                         {
                              // We received a message from client
                              szMessage[ret] = '/0';
                              send(g_CliSocketArr, szMessage, strlen(szMessage), 0);
                         }
                   } //if
             }//for
         }//while     
         return 0;
     }
    服务器的几个主要动作如下：
    1.创建监听套接字，绑定，监听；
    2.创建工作者线程；
    3.创建一个套接字数组，用来存放当前所有活动的客户端套接字，每accept一个连接就更新一次数组；
    4.接受客户端的连接。
    这里有一点需要注意的，就是我没有重新定义FD_SETSIZE宏，所以服务器最多支持的并发连接数为64。而且，这里决不能无条件的ccept,服务器应该根据当前的连接数来决定
是否接受来自某个客户端的连接。一种比较好的实现方案就是采用WSAAccept函数，而且让WSAAccept回调自己实现的Condition Function。
    如下所示：
    int CALLBACK ConditionFunc(LPWSABUF lpCallerId,LPWSABUF lpCallerData, LPQOS lpSQOS,LPQOS lpGQOS,LPWSABUF lpCalleeId, LPWSABUF lpCalleeData,GROUP FAR *
g,DWORD dwCallbackData)
    {
        if (当前连接数 < FD_SETSIZE)
            return CF_ACCEPT;
        else   
            return CF_REJECT;
    }
    工作者线程里面是一个死循环，一次循环完成的动作是：
    1.将当前所有的客户端套接字加入到读集fdread中；
    2.调用select函数；
    3.查看某个套接字是否仍然处于读集中，如果是，则接收数据。如果接收的数据长度为0，或者发生WSAECONNRESET错误，则表示客户端套接字主动关闭，这时需要将服务器中
对应的套接字所绑定的资源释放掉，然后调整我们的套接字数组（将数组中最后一个套接字挪到当前的位置上）。
    除了需要有条件接受客户端的连接外，还需要在连接数为0的情形下做特殊处理，因为如果读集中没有任何套接字，select函数会立刻返回，这将导致工作者线程成为一个毫无
停顿的死循环，CPU的占用率马上达到100%。
    关系到套接字列表的操作都需要使用循环,在轮询的时候,需要遍历一次,再新的一轮开始时,将列表加入队列又需要遍历一次.也就是说,Select在工作一次时,需要至少遍历2次
列表,这是它效率较低的原因之一.
    在大规模的网络连接方面,还是推荐使用IOCP或EPOLL模型.但是Select模型可以使用在诸如对战类游戏上,比如类似星际这种,因为它小巧易于实现,且对战类游戏的网络连接量
并不大. 对于Select模型想要突破Windows 64个限制的话,可以采取分段轮询,一次轮询64个.例如套接字列表为128个,在第一次轮询时,将前64个放入队列中用Select进行状态查询,
待本次操作全部结束后.将后64个再加入轮询队列中进行轮询处理.这样处理需要在非阻塞式下工作.以此类推,Select也能支持无限多个.


本文来自CSDN博客，转载请标明出处：http://blog.csdn.net/ryanzz/archive/2009/06/18/4280101.aspx