Select函数的作用和使用

来源:互联网 发布:mac 您没有必要的权限 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 10:42

转自:http://blog.sina.com.cn/s/blog_732784f70100tkjo.html


select()在SOCKET编程中还是比较重要的,可是对于初学SOCKET的人来说都不太爱用select()写程序,他们只是习惯写诸如conncet()、accept()、recv()或recvfrom这样的阻塞程序(所谓阻塞方式block,顾名思义,就是进程或是线程执行到这些函数时必须等待某个事件发生,如果事件没有发生,进程或线程就被阻塞,函数不能立即返回)。可是使用select()就可以完成非阻塞(所谓非阻塞方式non-block,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,所以效率高)方式工作的程序,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。下面详细介绍一下!

   select()函数的格式(我所说的是Unix系统下的BerkeleySocket编程,和Windows下的有区别,一会儿说明):

    intselect(int maxfdp, fd_set* readfds, fd_set* writefds, fd_set*errorfds, struct timeval* timeout);

   先说明两个结构体:

    第一:structfd_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:structtimeval是一个大家常用的结构,用来代表时间值,有两个成员,一个是秒数另一个毫秒数

   具体解释select的参数:

    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。

    fe_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

   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。

---------------------------无连接    

例子:

    intmain()

    {

       int sock;

       FILE* fp;

       struct fd_set fds;

       struct timeval timeout = {3, 0}; //select 等待3秒,3秒轮询, 要非阻塞就置0

       char buffer[256] = {0}; //256字节的接收缓冲区

       

       while(1)

       {

           FD_ZERO(&fds); //每次循环都要清空,否则不能检测描述符变化

           FD_SET(sock, &fds); //添加描述符

           FD_SET(fp, &fds); //同上

           maxfdp =sock>fp?sock+1:fp+1; //描述符最大值加1

           switch(select(maxfdp, &fds, &fds,NULL, &timeout)) //select使用

           {

               case SOCKET_ERROR: exit(-1); break; //select错误,退出程序

               case 0: break; //再次轮询

               default:

                   if(FD_ISSET(sock, &fds)) //测试sock是否可读,即是否网络上有数据

                   {

                       recvfrom(sock, buffer, 256, .... ); //接受网络数据

                        if(FD_ISSET(fp, &fds)) //测试文件是否可写

                       fwrite(fp, buffer...); //写入文件

                       buffer清空;

                   } //end if break

           } //end switch

       } //end while

    } //endmain

---------------------------面向连接
    #include <winsock.h>
    #include <stdio.h>
    #definePORT      5150
    #defineMSGSIZE    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 socketlibrary  
        WSAStartup(0x0202,&wsaData);  
        // Create listeningsocket  
        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 aconnection    
            sClient = accept(sListen, (struct sockaddr*)&client,&iaddrSize);    
            printf("Accepted client:%s:%d\n", inet_ntoa(client.sin_addr),ntohs(client.sin_port));    
            // Add socket tog_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 socketclosed          
                            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ConditionFunction。
    如下所示:
    int CALLBACK ConditionFunc(LPWSABUF lpCallerId,LPWSABUFlpCallerData, 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Windows64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.

文章来自于http://hi.baidu.com/5924431/blog/item/fc3502ed9f4034dd2f2e2194.html

0 0
原创粉丝点击