windows下的IO模型之選擇（select）模型
1.選擇(select)模型:
選擇模型：通過一個fd_set集合管理套接字，在滿足套接字需求後，通知套接字。讓套接字進行工作。避免套接字進入阻塞模式，進行無謂的等待。選擇模型的核心的FD_SET集合和select函數。通過該函數，我們可以們判斷套接字上是否存在數據，或者能否向一個套接字寫入數據。
用途：如果我們想接受多個SOCKET的數據，該怎麽處理呢？
由於當前socket是阻塞的，直接處理是一定完成不了要求的
a.我們會想到多線程，的確可以解決線程的阻塞問題，但開辟大量的線程並不是什麽好的選擇；
b我們可以想到用ioctlsocket()函數把socket設置成非阻塞的，然後用循環逐個socket查看當前套接字是否有數據，輪詢進行。
這種是可以解決問題的，但是會導致頻繁切換狀態到內核去查看是否有數據到達，浪費時間。
c.於是想辦法用只切換一次狀態就知道所有socket的接受緩沖區是否有數據，於是有了select模型
2.select函數:
int select(
int nfds,//忽略，只是為了保持與早期的Berkeley套接字應用程序的兼容
fd_set FAR* readfds,//可讀性檢查(有數據可讀入，連接關閉，重設，終止)
fd_set FAR* writefds,//可寫性檢查(有數據可發出)
fd+set FAR* exceptfds,//帶外數據檢查(帶外數據)
const struct timeval FAR* timeout//超時
);
3.select模型的工作步驟:
(1)定義一個集合fd_set並初始化為空
(2)把套接字加入到fd_set集合
(3)檢查套接字的可讀寫性
(4)檢查套接字是否還在fd_set集合上
(5)處理數據
bool UDPNet::SelectSocket()
{
timeval tv;
tv.tv_sec =0;
tv.tv_usec = 100;
fd_set fdsets;//創建集合
FD_ZERO(&fdsets); //初始化集合
FD_SET(m_socklisten,&fdsets);//將socket加入到集合中（此例子是一個socket）,將多個socket加入時，可以用數組加for循環
select(NULL,&fdsets,NULL,NULL,&tv);//只檢查可讀性，即fd_set中的fd_read進行操作
if(!FD_ISSET(m_socklisten,&fdsets))//檢查 s是否s e t集合的一名成員；如答案是肯定的是，則返回 T R U E。
{
return false;
}
return true;
}
4.select函數參數詳解：
三個 fd_set參數：一個用於檢查可讀性（readfds），一個用於檢查可寫性（writefds），另一個用於例外數據（ excepfds）。
從根本上說，fdset數據類型代表著一系列特定套接字的集合。其中，
readfds集合包括符合下述任何一個條件的套接字：
■ 有數據可以讀入。
■ 連接已經關閉、重設或中止。
■ 假如已調用了listen，而且一個連接正在建立，那麽accept函數調用會成功。
writefds集合包括符合下述任何一個條件的套接字：
■ 有數據可以發出。
■ 如果已完成了對一個非鎖定連接調用的處理，連接就會成功。
最後，exceptfds集合包括符合下述任何一個條件的套接字：
■ 假如已完成了對一個非鎖定連接調用的處理，連接嘗試就會失敗。
■ 有帶外（out-of-band，OOB）數據可供讀取。
最後一個參數timeout:
對應的是一個指針，它指向一個timeval結構，用於決定select最多等待 I / O操作完成多久的時間。
如 timeout是一個空指針，那麽select調用會無限期地“鎖定”或停頓下去，直到至少有一個描述符符合指定的條件後結束。
對timeval結構的定義如下：
struct timeval {
long tv_sec;
long tv_usec;
} ;
若將超時值設置為（0,0），表明select會立即返回，允許應用程序對 select操作進行“輪詢”。出於對性能方面的考慮，應避免這樣的設置。
select成功完成後，會在 fd_set結構中，返回剛好有未完成的I/O操作的所有套接字句柄的總量。
若超過timeval設定的時間，便會返回0。
如何測試一個套接字是否“可讀”？
必須將自己的套接字增添到readfds集合，再等待select函數完成。
select完成之後，必須判斷自己的套接字是否仍為readfds集合的一部分。若答案是肯定的，便表明該套接字“可讀”，可立即著手從它上面讀取數據。
在三個參數中（readfds、writedfss和exceptfds），任何兩個都可以是空值（NULL）；但是，至少有一個不能為空值！在任何不為空的集合中，必須包含至少一個套接字句柄；
否則， select函數便沒有任何東西可以等待。
不管由於什麽原因，假如select調用失敗，都會返回SOCKET_ERROR
5.select
一個套接字阻塞或者不阻塞，select就在那裏，它可以針對這2種套接字使用，對任何一種套接字的輪詢檢測，超時時間都是有效的，區別就在於：
當select完畢，認為該套接字可讀時，
1 .阻塞的套接字，會讓read阻塞，直到讀到所需要的所有字節；
2 .非阻塞的套接字，會讓read讀完fd中的數據後就返回，但如果原本你要求讀10個數據，這時只讀了8個數據，如果你不再次使用select來判斷它是否可讀，而是直接read，很可能返回EAGAIN或=EWOULDBLOCK(BSD風格) ，
此錯誤由在非阻塞套接字上不能立即完成的操作返回，例如，當套接字上沒有排隊數據可讀時調用了recv()函數。此錯誤不是嚴重錯誤，相應操作應該稍後重試。對於在非阻塞 SOCK_STREAM套接字上調用connect()函數來說，報告EWOULDBLOCK是正常的，因為建立一個連接必須花費一些時間。
EWOULDBLOCK的意思是如果你不把socket設成非阻塞(即阻塞)模式時，這個讀操作將阻塞，也就是說數據還未準備好(但系統知道數據來了，所以select告訴你那個socket可讀)。使用非阻塞模式做I/O操作的細心的人會檢查errno是不是EAGAIN、EWOULDBLOCK、EINTR，如果是就應該重讀，一般是用循環。如果你不是一定要用非阻塞就不要設成這樣，這就是為什麽系統的默認模式是阻塞。
完整代碼參考：
#include "stdafx.h"
#include <WinSock2.h>
#include <iostream>
using namespace std;
#include <stdio.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
#define PORT 8000
#define MSGSIZE 255
#define SRV_IP "127.0.0.1"
int g_nSockConn = 0;//請求連接的數目
//FD_SETSIZE是在winsocket2.h頭文件裏定義的，這裏windows默認最大為64
//在包含winsocket2.h頭文件前使用宏定義可以修改這個值
struct ClientInfo
{
SOCKET sockClient;
SOCKADDR_IN addrClient;
};
ClientInfo g_Client[FD_SETSIZE];
DWORD WINAPI WorkThread(LPVOID lpParameter);
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{//基本步驟就不解釋了，網絡編程基礎那篇博客裏講的很詳細了
WSADATA wsaData;
WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData);
SOCKET sockListen = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);
SOCKADDR_IN addrSrv;
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(SRV_IP);
addrSrv.sin_family = AF_INET;
addrSrv.sin_port = htons(PORT);
bind(sockListen,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));
listen(sockListen,64);
DWORD dwThreadIDRecv = 0;
DWORD dwThreadIDWrite = 0;
HANDLE hand = CreateThread(NULL,0, WorkThread,NULL,0,&dwThreadIDRecv);//用來處理手法消息的進程
if (hand == NULL)
{
cout<<"Create work thread failed\n";
getchar();
return -1;
}
SOCKET sockClient;
SOCKADDR_IN addrClient;
int nLenAddrClient = sizeof(SOCKADDR);//這裏用0初試化找了半天才找出錯誤
while (true)
{
sockClient = accept(sockListen,(SOCKADDR*)&addrClient,&nLenAddrClient);//第三個參數一定要按照addrClient大小初始化
//輸出連接者的地址信息
//cout<<inet_ntoa(addrClient.sin_addr)<<":"<<ntohs(addrClient.sin_port)<<"has connect !"<<endl;
if (sockClient != INVALID_SOCKET)
{
g_Client[g_nSockConn].addrClient = addrClient;//保存連接端地址信息
g_Client[g_nSockConn].sockClient = sockClient;//加入連接者隊列
g_nSockConn++;
}
}
closesocket(sockListen);
WSACleanup();
return 0;
}
DWORD WINAPI WorkThread(LPVOID lpParameter)
{
FD_SET fdRead;
int nRet = 0;//記錄發送或者接受的字節數
TIMEVAL tv;//設置超時等待時間
tv.tv_sec = 1;
tv.tv_usec = 0;
char buf[MSGSIZE] = "";
while (true)
{
FD_ZERO(&fdRead);
for (int i = 0;i < g_nSockConn;i++)
{
FD_SET(g_Client[i].sockClient,&fdRead);
}
//只處理read事件，不過後面還是會有讀寫消息發送的
nRet = select(0,&fdRead,NULL,NULL,&tv);
if (nRet == 0)
{//沒有連接或者沒有讀事件
continue;
}
for (int i = 0;i < g_nSockConn;i++)
{
if (FD_ISSET(g_Client[i].sockClient,&fdRead))
{
nRet = recv(g_Client[i].sockClient,buf,sizeof(buf),0);
if (nRet == 0 || (nRet == SOCKET_ERROR && WSAGetLastError() == WSAECONNRESET))
{
cout<<"Client "<<inet_ntoa(g_Client[i].addrClient.sin_addr)<<"closed"<<endl;
closesocket(g_Client[i].sockClient);
if (i < g_nSockConn-1)
{
//將失效的sockClient剔除，用數組的最後一個補上去
g_Client[i--].sockClient = g_Client[--g_nSockConn].sockClient;
}
}
else
{
cout<<inet_ntoa(g_Client[i].addrClient.sin_addr)<<": "<<endl;
cout<<buf<<endl;
cout<<"Server:"<<endl;
//gets(buf);
strcpy(buf,"Hello!");
nRet = send(g_Client[i].sockClient,buf,strlen(buf)+1,0);
}
}
}
}
return 0;
}
服務器的主要步驟：
1.創建監聽套接字，綁定，監聽
2.創建工作者線程
3.創建一個套接字組，用來存放當前所有活動的客戶端套接字，沒accept一個連接就更新一次數組
4.接收客戶端的連接，因為沒有重新定義FD_SIZE宏，服務器最多支持64個並發連接。最好是記錄下連接數，不要無條件的接受連接
工作線程
工作線程是一個死循環，依次循環完成的動作是：
1.將當前客戶端套接字加入到fd_read集中
2.調用select函數
3.用FD_ISSET查看時候套接字還在讀集中，如果是就接收數據。如果接收的數據長度為0,或者發生WSAECONNRESET錯誤，，則
表示客戶端套接字主動關閉，我們要釋放這個套接字資源，調整我們的套接字數組（讓下一個補上）。上面還有個nRet==0的判斷，
就是因為select函數會立即返回，連接數為0會陷入死循環。
本文參考：http://blog.csdn.net/rheostat/article/details/9815725
windows下的IO模型之選擇（select）模型