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：
int iResult = 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：

int iResult = ioctlsocket(s, FIOBIO, (unsigned long *)&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：

int select

(

     int nfds,//Winsock中此参数无意义

     fd_set* readfds, //进行可读检测的Socket

     fd_set* writefds, //进行可写检测的Socket

     fd_set* exceptfds, //进行异常检测的Socket

     const struct timeval* timeout //非阻塞模式中设置最大等待时间

 )

/*参数列表
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
*/
第二种解释版本：

参数解释：

参数1 nfds：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2 readfds：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3 writefds：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4 exceptfds：例外性监视集合，例外性指连接会失败、外带数据到来

参数4 timeout：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。

struct fd_set

{

  u_int    fd_count;       // how many are SET?

  SOCKET   fd_array[FD_SETSIZE];     // an array of SOCKETs

} ;

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”


#define InternetAddr "127.0.0.1"
#define iPort 5055

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")


void main()
{
　　　　WSADATA wsa;
　　　　WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsa);
　　　　
　　　　SOCKET fdServer = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
　　　　
　　　　struct sockaddr_in server;
　　　　server.sin_family = AF_INET;
　　　　server.sin_addr.s_addr = inet_addr(InternetAddr);
　　　　server.sin_port = htons(iPort);
　　　　
　　　　int ret = bind(fdServer, (sockaddr*)&server, sizeof(server));
　　　　ret = listen(fdServer, 4);


　　　　SOCKET AcceptSocket; 
　　　　fd_set fdread;
　　　　timeval tv;
　　　　int nSize; 

　　　　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
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　//do something
　　　　　　　　　　　　::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
　　　　　　　　}
　　　　}

　　　　char buffer[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;

}