Select模型原理
利用select函数，推断套接字上是否存在数据，或者是否能向一个套接字写入数据。目的是防止应用程序在套接字处于锁定模式时，调用recv（或send）从没有数据的套接字上接收数据，被迫进入堵塞状态。
select參数和返回值意义例如以下：
int select (
IN int nfds, //0,无意义
IN OUT fd_set* readfds, //检查可读性
IN OUT fd_set* writefds, //检查可写性
IN OUT fd_set* exceptfds, //例外数据
IN const struct timeval* timeout); //函数的返回时间
struct timeval {
long tv_sec; //秒
long tv_usec; //毫秒
};
select返回fd_set中可用的套接字个数。
fd_set是一个SOCKET队列，下面宏能够对该队列进行操作：
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加入到队列set中;
FD_ZERO( *set ) 把set队列初始化成空队列.
Select工作流程
1：用FD_ZERO宏来初始化我们感兴趣的fd_set。
也就是select函数的第二三四个參数。
2：用FD_SET宏来将套接字句柄分配给对应的fd_set。
假设想要检查一个套接字是否有数据须要接收，能够用FD_SET宏把套接接字句柄加入可读性检查队列中
3：调用select函数。
假设该套接字没有数据须要接收，select函数会把该套接字从可读性检查队列中删除掉，
4：用FD_ISSET对套接字句柄进行检查。
假设我们所关注的那个套接字句柄仍然在開始分配的那个fd_set里，那么说明立即能够进行对应的IO操 作。比方一个分配给select第一个參数的套接字句柄在select返回后仍然在select第一个參数的fd_set里，那么说明当前数据已经来了， 立即能够读取成功而不会被堵塞。
#include <winsock2.h>
#include <stdio.h>
#define PORT 5150
#define MSGSIZE 1024
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
int g_iTotalConn1 = 0;
int g_iTotalConn2 = 0;
SOCKET g_CliSocketArr1[FD_SETSIZE];
SOCKET g_CliSocketArr2[FD_SETSIZE];
DWORD WINAPI WorkerThread1(LPVOID lpParam);
int CALLBACK ConditionFunc1(LPWSABUF lpCallerId,LPWSABUF lpCallerData, LPQOS lpSQOS,LPQOS lpGQOS,LPWSABUF lpCalleeId, LPWSABUF lpCalleeData,GROUP FAR * g,DWORD dwCallbackData);
DWORD WINAPI WorkerThread2(LPVOID lpParam);
int CALLBACK ConditionFunc2(LPWSABUF lpCallerId,LPWSABUF lpCallerData, LPQOS lpSQOS,LPQOS lpGQOS,LPWSABUF lpCalleeId, LPWSABUF lpCalleeData,GROUP FAR * g,DWORD dwCallbackData);
int main(int argc, char* argv[])
{
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_family = AF_INET;
local.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);
local.sin_port = htons(PORT);
bind(sListen, (sockaddr*)&local, sizeof(SOCKADDR_IN));
// Listen
listen(sListen, 3);
// Create worker thread
CreateThread(NULL, 0, WorkerThread1, NULL, 0, &dwThreadId);
// CreateThread(NULL, 0, WorkerThread2, NULL, 0, &dwThreadId);
while (TRUE)
{
sClient = WSAAccept(sListen, (sockaddr*)&client, &iAddrSize, ConditionFunc1, 0);
printf("1:Accepted client:%s:%d:%d
", inet_ntoa(client.sin_addr), ntohs(client.sin_port), g_iTotalConn1);
g_CliSocketArr1[g_iTotalConn1++] = sClient;
/*
sClient = WSAAccept(sListen, (sockaddr*)&client, &iAddrSize, ConditionFunc2, 0);
printf("2:Accepted client:%s:%d:%d
", inet_ntoa(client.sin_addr), ntohs(client.sin_port), g_iTotalConn2);
g_CliSocketArr2[g_iTotalConn2++] = sClient; */
}
return 0;
}
DWORD WINAPI WorkerThread1(LPVOID lpParam)
{
int i;
fd_set fdread;
int ret;
struct timeval tv = {1, 0};
char szMessage[MSGSIZE];
while (TRUE)
{
FD_ZERO(&fdread); //1清空队列
for (i = 0; i < g_iTotalConn1; i++)
{
FD_SET(g_CliSocketArr1[i], &fdread); //2将要检查的套接口增加队列
}
// We only care read event
ret = select(0, &fdread, NULL, NULL, &tv); //3查询满足要求的套接字，不满足要求，出队
if (ret == 0)
{
// Time expired
continue;
}
for (i = 0; i < g_iTotalConn1; i++)
{
if (FD_ISSET(g_CliSocketArr1[i], &fdread)) //4.是否依旧在队列
{
// A read event happened on g_CliSocketArr
ret = recv(g_CliSocketArr1[i], szMessage, MSGSIZE, 0);
if (ret == 0 || (ret == SOCKET_ERROR && WSAGetLastError() == WSAECONNRESET))
{
// Client socket closed
printf("1:Client socket %d closed.
", g_CliSocketArr1[i]);
closesocket(g_CliSocketArr1[i]);
if (i < g_iTotalConn1-1)
{
g_CliSocketArr1[i--] = g_CliSocketArr1[--g_iTotalConn1];
}
}
else
{
// We reveived a message from client
szMessage[ret] = ' ';
send(g_CliSocketArr1[i], szMessage, strlen(szMessage), 0);
}
}
}
}
}
int CALLBACK ConditionFunc1(LPWSABUF lpCallerId,LPWSABUF lpCallerData, LPQOS lpSQOS,LPQOS lpGQOS,LPWSABUF lpCalleeId, LPWSABUF lpCalleeData,GROUP FAR * g,DWORD dwCallbackData)
{
if (g_iTotalConn1 < FD_SETSIZE)
return CF_ACCEPT;
else
return CF_REJECT;
}
DWORD WINAPI WorkerThread2(LPVOID lpParam)
{
int i;
fd_set fdread;
int ret;
struct timeval tv = {1, 0};
char szMessage[MSGSIZE];
while (TRUE)
{
FD_ZERO(&fdread); //1清空队列
for (i = 0; i < g_iTotalConn2; i++)
{
FD_SET(g_CliSocketArr2[i], &fdread); //2将要检查的套接口增加队列
}
// We only care read event
ret = select(0, &fdread, NULL, NULL, &tv); //3查询满足要求的套接字，不满足要求，出队
if (ret == 0)
{
// Time expired
continue;
}
for (i = 0; i < g_iTotalConn2; i++)
{
if (FD_ISSET(g_CliSocketArr2[i], &fdread)) //4.是否依旧在队列
{
// A read event happened on g_CliSocketArr
ret = recv(g_CliSocketArr2[i], szMessage, MSGSIZE, 0);
if (ret == 0 || (ret == SOCKET_ERROR && WSAGetLastError() == WSAECONNRESET))
{
// Client socket closed
printf("2:Client socket %d closed.
", g_CliSocketArr1[i]);
closesocket(g_CliSocketArr2[i]);
if (i < g_iTotalConn2-1)
{
g_CliSocketArr2[i--] = g_CliSocketArr2[--g_iTotalConn2];
}
}
else
{
// We reveived a message from client
szMessage[ret] = ' ';
send(g_CliSocketArr2[i], szMessage, strlen(szMessage), 0);
}
}
}
}
}
int CALLBACK ConditionFunc2(LPWSABUF lpCallerId,LPWSABUF lpCallerData, LPQOS lpSQOS,LPQOS lpGQOS,LPWSABUF lpCalleeId, LPWSABUF lpCalleeData,GROUP FAR * g,DWORD dwCallbackData)
{
if (g_iTotalConn2 < FD_SETSIZE)
return CF_ACCEPT;
else
return CF_REJECT;
}
server的几个主要动作例如以下：
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，用来存放当前全部活动的client套接字，每accept一个连接就更新一次数组；
4.接受client的连接。
这里有一点须要注意的，就是我没有又一次定义FD_SETSIZE宏，所以server最多支持的并发连接数为64。并且，这里决不能无条件的accept,server应该依据当前的连接数来决定是否接受来自某个client的连接。
工作者线程里面是一个死循环，一次循环完毕的动作是：
1.将当前全部的client套接字增加到读集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，假设是，则接收数据。假设接收的数据长度为0，或者发生WSAECONNRESET错误，则表示client套接字主动关闭，这时须要将server中相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）
除了须要有条件接受client的连接外，还须要在连接数为0的情形下做特殊处理，由于假设读集中没有不论什么套接字，select函数会立马返回，这将导致工作者线程成为一个毫无停顿的死循环，CPU的占用率立即达到100%。
关系到套接字列表的操作都须要使用循环,在轮询的时候,须要遍历一次,再新的一轮開始时,将列表增加队列又须要遍历一次.也就是说,Select在工作一次时,须要至少遍历2次列表,这是它效率较低的原因之中的一个.在大规模的网络连接方面,还是推荐使用IOCP或EPOLL模型.可是Select模型能够使用在诸如对战类游戏上,比方相似星际这样的,由于它小巧易于实现,并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,能够採取分段轮询,一次轮询64个.比如套接字列表为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个再增加轮询队列中进行轮询处理.这样处理须要在非堵塞式下工作.以此类推,Select也能支持无限多个.
注意：
1.那个最大的连接数是指每个线程能够处理的连接数，当你有多个线程时，连接数是能够无限增长的，只是此时的效率就比較低。
2.关于发送操作writefds的问题，当套接字成功连接或者一个套接字刚刚成功接收信息时都会调用。
3.我们一般会创建一个套接字来进行监听，之后用accept返回的套接字进行通信。这里要注意一点，用于监听的套接字在没有新连接时也会进行writefds的操作。