Select模型及tcp select模型

 参考：http://m.blog.csdn.net/article/details?id=51420015

一、套接字模式 套接字模式简单的决定了操作套接字时，Winsock函数是如何运转的。Winsock以两种模式执行I/O操作：阻塞和非阻塞。 在阻塞模式下，执行I/0的Winsock调用(如send和recv)一直到操作完成才返回。 非阻塞模式下，Winsock函数会立刻返回

1.阻塞模式 套接字创建时，默认工作在阻塞模式下，列入对recv函数的调用会使程序进入等待状态，知道接收到数据才返回。 阻塞套接字的好处是使用简单，但是当需要处理多个套接字连接时，就必须创建多个线程，即典型的一个连接使用一个线程的问题。 这给编程带来了许多不便。所以实际开发中使用最多的函数非阻塞模式。

2.非阻塞模式 应用程序可以调用ioctlsocket函数显示地让套接字工作在非阻塞模式下 u_long ul=1; ioctlsocket(sockSrv,FIONBIO,(u_long*)&ul); //无阻塞 一但套接字被至于非阻塞模式，处理发送和接收数据或者管理链接的Winsock调用将会立即返回。大多数情况下，调用失败的错误代码是WSAEWOULDBLOCK，这意味着请求的操作在调用期间没有完成。例如，如果系统输入缓冲区中没有待处理的数据，那么对recv的调用将返回WSAEWOULDBLOCK。通常，要对相同函数调用多次，直到它返回成功为止。 非阻塞调用经常以WSAEWOULDBLOCK出错代码失败，所以将套接字设置为非阻塞之后，关键的问题在于如何确定套接字什么时候可读/可写，也就是说确定网络事件何时发生。如果需要自己不断调用函数去测试的话，程序的性能势必会受到影响，解决的办法就是使用widows提供的不同的I/0模型。

Windows套接字I/0模型

1.阻塞(blocking)模型

2.选择(select)模型

3.WSAAsyncSelect模型

4.WSAEventSelect模型

5.重叠(overlapped)模型

6.完成端口(completion port)模型

思路：

初始化一个socket
建立一个socket列表用于管理socket
将初步连接的socket放入列表中
用select判断列表中未处理的socket
Win API版本

1. 

USHORT nPort = 4567;    // 此服务器监听的端口号

// 创建监听套节字
SOCKET sListen = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);    
sockaddr_in sin;
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_port = htons(nPort);
sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;
// 绑定套节字到本地机器
if(::bind(sListen, (sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) == SOCKET_ERROR)
{
    printf(" Failed bind() 
");
    return -1;
}
// 进入监听模式
::listen(sListen, 5);
2. 

    // select模型处理过程
// 1）初始化一个套节字集合fdSocket，添加监听套节字句柄到这个集合
fd_set fdSocket;        // 所有可用套节字集合
FD_ZERO(&fdSocket);
FD_SET(sListen, &fdSocket);
3. 

while(TRUE)
{
    // 2）将fdSocket集合的一个拷贝fdRead传递给select函数，
    // 当有事件发生时，select函数移除fdRead集合中没有未决I/O操作的套节字句柄，然后返回。
    fd_set fdRead = fdSocket;
    int nRet = ::select(0, &fdRead, NULL, NULL, NULL);
    if(nRet > 0)
    {
        // 3）通过将原来fdSocket集合与select处理过的fdRead集合比较，
        // 确定都有哪些套节字有未决I/O，并进一步处理这些I/O。
        for(int i=0; i<(int)fdSocket.fd_count; i++)
        {
            if(FD_ISSET(fdSocket.fd_array[i], &fdRead))
            {
                if(fdSocket.fd_array[i] == sListen)        // （1）监听套节字接收到新连接
                {
                    if(fdSocket.fd_count < FD_SETSIZE)
                    {
                        sockaddr_in addrRemote;
                        int nAddrLen = sizeof(addrRemote);
                        SOCKET sNew = ::accept(sListen, (SOCKADDR*)&addrRemote, &nAddrLen);

                        FD_SET(sNew, &fdSocket);
                        printf("接收到连接（%s）
", ::inet_ntoa(addrRemote.sin_addr));
                    }
                    else
                    {
                        printf(" Too much connections! 
");
                        continue;
                    }
                }
                else
                {
                    char szText[256];
                    int nRecv = ::recv(fdSocket.fd_array[i], szText, strlen(szText), 0);
                    if(nRecv > 0)                        // （2）可读
                    {
                        szText[nRecv] = '';
                        printf("接收到数据：%s 
", szText);
                    }
                    else                                // （3）连接关闭、重启或者中断
                    {
                        ::closesocket(fdSocket.fd_array[i]);
                        
                        printf("关闭
");
                        FD_CLR(fdSocket.fd_array[i], &fdSocket);
                    }
                }
            }
        }
    }
    else
    {
        printf(" Failed select() 
");
        break;
    }
}

select函数可以确定一个或者多个套接字的状态，如果套接字上没有发生网络事件，便进入等待状态，以便执行同步I/O。

int select( 
int nfds,  				//忽略，仅是为了于Berkeley套接字兼容
fd_set FAR* readfds,  			//指向一个套接字集合，用来检查其可读性
fd_set FAR* writefds,			//指向一个套接字集合，用来检查其可写性
fd_set FAR* exceptfds,  		//指向一个套接字集合，用来检查错误
const struct timeval FAR* timeout	//指定此函数等待的最长时间，NULL为无限大
);

函数调用成功，返回发送网络事件的所有套接字数量的总和。如果超过了时间限制，返回0，失败返回SOCKET_ERROR。

套接字集合
FD_ZERO（*set）	初始化set为空集合。集合在使用前应该总是清空
FD_CLR(s,*set)  从set移除套接字s
FD_ISSET(s,*set)检查s是不是set的成员，如果是返回TRTUE
FD_SET（s,*set）添加套接字到集合

 //还可以多个client链接到Server上，显示连接数量。

//tcp server select
#include <winsock2.h>
#include <stdio.h>
#pragma comment(lib, "WS2_32")    

int main()
{
    WSADATA wsaData;
    WORD sockVersion = MAKEWORD(2, 0);
    WSAStartup(sockVersion, &wsaData);

    USHORT nPort = 4567;    // 此服务器监听的端口号

    // 创建监听套节字
    SOCKET sListen = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
    sockaddr_in sin;
    sin.sin_family = AF_INET;
    sin.sin_port = htons(nPort);
    sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;

    // 绑定套节字到本地机器
    if (::bind(sListen, (sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) == SOCKET_ERROR)
    {
        printf(" Failed bind() 
");
        return -1;
    }
    // 进入监听模式
    ::listen(sListen, 5);

    // select模型处理过程
    // 1）初始化一个套节字集合fdSocket，添加监听套节字句柄到这个集合
    fd_set fdSocket;        // 所有可用套节字集合
    FD_ZERO(&fdSocket);
    FD_SET(sListen, &fdSocket);
    while (TRUE)
    {
        // 2）将fdSocket集合的一个拷贝fdRead传递给select函数，
        // 当有事件发生时，select函数移除fdRead集合中没有未决I/O操作的套节字句柄，然后返回。
        fd_set fdRead = fdSocket;
        int nRet = ::select(0, &fdRead, NULL, NULL, NULL);
        if (nRet > 0)
        {
            // 3）通过将原来fdSocket集合与select处理过的fdRead集合比较，
            // 确定都有哪些套节字有未决I/O，并进一步处理这些I/O。
            for (int i = 0; i < (int)fdSocket.fd_count; i++)
            {
                if (FD_ISSET(fdSocket.fd_array[i], &fdRead))
                {
                    if (fdSocket.fd_array[i] == sListen)        // （1）监听套节字接收到新连接
                    {
                        if (fdSocket.fd_count < FD_SETSIZE)
                        {
                            sockaddr_in addrRemote;
                            int nAddrLen = sizeof(addrRemote);
                            SOCKET sNew = ::accept(sListen, (SOCKADDR*)&addrRemote, &nAddrLen);
                            FD_SET(sNew, &fdSocket);
                            printf("接收到连接（%s）
", ::inet_ntoa(addrRemote.sin_addr));
                        }
                        else
                        {
                            printf(" Too much connections! 
");
                            continue;
                        }
                    }
                    else
                    {
                        char szText[256];
                        int nRecv = ::recv(fdSocket.fd_array[i], szText, strlen(szText), 0);
                        if (nRecv > 0)                        // （2）可读
                        {
                            szText[nRecv] = '';
                            printf("接收到数据：%s 
", szText);
                        }
                        else                                // （3）连接关闭、重启或者中断
                        {
                            ::closesocket(fdSocket.fd_array[i]);
                            FD_CLR(fdSocket.fd_array[i], &fdSocket);
                        }
                    }
                }
            }
        }
        else
        {
            printf(" Failed select() 
");
            break;
        }
    }

    WSACleanup();
    return 0;
}

//tcp client select
#include <Winsock2.h>
#include <stdio.h>
#pragma comment (lib,"Ws2_32.lib")


int main(void)
{
    //加载套接字
    WORD wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);
    WSADATA lpWSAData;
    WSAStartup(wVersionRequested, &lpWSAData);

    //创建socket
    SOCKET sockSrv = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
    SOCKADDR_IN addrSrv;
    addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    addrSrv.sin_family = AF_INET;
    addrSrv.sin_port = htons(4567);

    //连接
    if (connect(sockSrv, (SOCKADDR*)&addrSrv, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR)
    {
        printf("连接失败
");
        return 0;
    }

    char Sendbuff[100] = { 0 };
    sprintf(Sendbuff, "this zhangsan");
    send(sockSrv, Sendbuff, strlen(Sendbuff + 1), 0);

    closesocket(sockSrv);
    WSACleanup();
    getchar();
    return 0;
}

测试结果：