socket I/O模型 之 select

選擇（select）模型是Winsock中最常見的 I/O模型。核心便是利用 select 函數，實現對 I/O的管理！利用 select 函數來判斷某Socket上是否有數據可讀，或者能否向一個套接字寫入數據，防止程序在Socket處於阻塞模式中時，在一次 I/O 調用（如send或recv、accept等）過程中，被迫進入“鎖定”狀態；同時防止在套接字處於非阻塞模式中時，產生WSAEWOULDBLOCK錯誤。

select函數原型：

int  select(
    int  nfds,   //傳入參數，忽略
   fd_set FAR *  readfds,     //檢查可讀性
   fd_set FAR *  writefds,    //檢查可寫性
   fd_set FAR * exceptfds,     //例外數據
    const  struct  timeval FAR *  timeout //本次select調用最長的等待時間
);

函數返回值，select()函數調用後，返回處於就緒狀態並且已經包含在fd_set結構中的套接口描述符，也就是說，它要修改集合，刪除那些不能進行指定操作的套接口。但如果超時則返回0；如果發生錯誤，則返回SOCKET_ERROR，應用程序可通過WSAGetLastError()獲取錯誤代碼。
其中fd_set是一個結構類型說明符，代表着一系列特定套接口的集合，它的定義如下：

typedef  struct  fd_set {
        u_int fd_count;                /* how many are SET? */
        SOCKET  fd_array[ FD_SETSIZE];    /* anarray of SOCKETs */
}  fd_set;

timeval是一個結構類型，它的定義如下：

struct  timeval {
        long     tv_sec;          /* seconds */
        long     tv_usec;         /* and microseconds */
};

若將超時值設置爲（0 , 0），表明 select 會立即返回，出於對性能方面的考慮，應避免這樣的設置。

以下爲測試select()函數的程序，一個服務器端兩個客戶端

 

下面是服務器端程序：

#define  FD_SETSIZE 500
#include  < WINSOCK2.H>
#pragma  comment ( lib,"ws2_32")
#include  < stdio.h>
int  main()
{
    printf("服務器端程序....\n");
    //------①加載----------
   WSADATA wsaData;
    if  ( WSAStartup( MAKEWORD(2,2),& wsaData)!=0)
    {
        printf("WSAStartupFailed,Error=【%d】\n", WSAGetLastError());
        return  1;
    }
    else
        printf("①加載成功\n");
    //-------②創建流式套接字------------
   SOCKET s= socket( AF_INET, SOCK_STREAM,0);
    if  ( s== INVALID_SOCKET)
    {
        printf("socket()Failed,Error=【%d】\n", WSAGetLastError());
        return  1;
    }
    else
        printf("②已創建監聽套接口：【%d】\n", s);
    //將套接口s置於”非阻塞模式“
   u_long u1=1;
    ioctlsocket( s, FIONBIO,( u_long*)& u1);
    //-----------③綁定本地地址---------------------
    struct  sockaddr_in Sadd;
    Sadd.sin_family= AF_INET;
    Sadd.sin_port= htons(5555);
    Sadd.sin_addr.S_un.S_addr= inet_addr("192.168.31.1");
    if  ( bind( s,( sockaddr*)& Sadd,sizeof( Sadd))== SOCKET_ERROR)
    {
        printf("bind()Failed,Error=【%d】\n", WSAGetLastError());
        return  1;
    }
    else
        printf("③綁定成功，本地IP地址：【%s】,端口號：【%d】\n", inet_ntoa( Sadd.sin_addr), ntohs( Sadd.sin_port));
    //--------------④進入監聽狀態-----------------
    if  ( listen( s,3)== SOCKET_ERROR)
    {
        printf("listenFailed,Error=【%d】\n", WSAGetLastError());
        return  1;
    }
    else
        printf("④進入監聽狀態\n");
    //--------------⑤select-------------------
    //準備工作
    int  x=1;
    timeval tv;
    tv.tv_sec=20;
    tv.tv_usec=0;
    fd_set socket_jh01;
    FD_ZERO(& socket_jh01);
    FD_SET( s,& socket_jh01);
    fd_set socket_jh02;
    FD_ZERO(& socket_jh02);
    while  (TRUE)
    {
        socket_jh02= socket_jh01;
        int  sock_sum= select(0,& socket_jh02,NULL,NULL,& tv);
        //------情況一  成功
       if  ( sock_sum>0)
        {
            for  (int  i=0;i<(int) socket_jh02.fd_count; i++)
            {
                if  ( socket_jh02.fd_array[ i]== s)
                {
                   if  ( socket_jh01.fd_count< FD_SETSIZE)
                   {
                       sockaddr_in Cadd;
                       int  Cadd_len=sizeof( Cadd);
                       SOCKET sNew= accept( s,( sockaddr*)& Cadd,& Cadd_len);
                       FD_SET( sNew,& socket_jh01);
                       printf("接受一個客戶端連接，對方地址：【%s】,端口號：【%d】\n", inet_ntoa( Cadd.sin_addr), ntohs( Cadd.sin_port));
                       printf("分配給該客戶端的套接口爲：%d\n\n", sNew);
                   }
                   else
                   {
                       printf("連接數量太多\n");
                       continue;
                   }
                }
                else
                {
                   char  cbuf[256];
                   memset( cbuf,0,256);
                   int  cRecv;
                   cRecv= recv( socket_jh02.fd_array[ i], cbuf,256,0);
                   if  ( cRecv== SOCKET_ERROR)
                   {
                       printf("可能客戶端%d非法關閉!!", socket_jh02.fd_array[ i]);
                       printf("或者調用recv() Failed,Error=【%d】\n", WSAGetLastError());
                       closesocket( socket_jh02.fd_array[ i]);
                       FD_CLR(socket_jh02.fd_array[ i],& socket_jh01);
                   }
                   else  if  ( cRecv>0)
                   {
                       printf("接收到來至【%d】的數據：%s\n", socket_jh02.fd_array[ i], cbuf);
                       int  isend;
                       char  Sbuf[]="Hello client!Iam server";
                       isend= send( socket_jh02.fd_array[ i], Sbuf,sizeof( Sbuf),0);
                       if  ( isend== SOCKET_ERROR)
                       {
                           printf("send()Failed,Error=【%d】\n", WSAGetLastError());
                           break;
                       }
                       else  if  ( isend<=0)
                       {
                           printf("消息發送失敗!!\n");
                           break;
                       }
                       else
                           printf("給客戶【%d】信息已發送，信息長度%d字節\n\n", socket_jh02.fd_array[ i], isend);
                   }
                   else
                   {
                       printf("客戶端【%d】不再發送數據，正常關閉連接，爲客戶端連接創建的套接口將關閉!!\n", socket_jh02.fd_array[ i]);
                       closesocket( socket_jh02.fd_array[ i]);
                       FD_CLR(socket_jh02.fd_array[ i],& socket_jh01);
                   }
                }
            }//end for
       }//end sock_sum
       //------------情況二  超時
       else  if  ( sock_sum==0)
        {
            printf("第【%d】次超時\n", x);
            if  ( x<3)
            {
                x++;
                continue;
            }
            else
            {
                printf("超過等待限制，退出程序\n");
                break;
            }
        }
        //--------------情況三  失敗
       else
        {
            printf("select()Failed,Error=【%d】\n", WSAGetLastError());
            break;
        }
    }//while end
   closesocket( s);
    printf("退出");
    WSACleanup();
    return  0;

}