一.Windows I/O模型之选择(select)模型

Posted 2020-10-14 夜雨翛然

1.选择(select)模型:
选择模型：通过一个fd_set集合管理套接字，在满足套接字需求后，通知套接字。让套接字进行工作。避免套接字进入阻塞模式，进行无谓的等待。选择模型的核心的FD_SET集合和select函数。通过该函数，我们可以们判断套接字上是否存在数据，或者能否向一个套接字写入数据。

2.select函数:
int select(
    int nfds,//忽略，只是为了兼容而存在。
    fd_set FAR* readfds,//可读性检查(有数据可读入，连接关闭，重设，终止)
    fd_set FAR* writefds,//可写性检查(有数据可发出)
    fd+set FAR* exceptfds,//带外数据检查(带外数据)
    const struct timeval FAR* timeout//超时
    );

3.select模型的工作步骤:
(1)首先把套接字加入到fd_set集合
(2)检查套接字的可读写性
(3)检查套接字是否还在fd_set集合上
(4)处理数据

4.在三个参数中（readfds、writefds和exceptfds），任何两个都可以是空值；但是，至少有一个不能为空值！最后一个参数timeout对应的是一个指针，它指向一个timeval结构，用于决select最多等待I/O操作完成多久的时间。如timeout是一个空指针，那么select函数会无限期地“等待下去，直到至少有一个套接字符合指定的条件后返回。select成功完成后，会在fd_set集合中，返回未完成的I/O操作的套接字句柄的总量。若超时，便会返回0。不管由于什么原因，假如select调用失败，都会返回SOCKET_ERROR错误。

5.timeval结构体定义:
struct timeval
{
    long tv_sec;//秒数
    long tv_usec;//毫秒数
};

6.fd_set集合：用select函数对套接字进行监视之前，必须要将套接字分配给一个fd_set集合，设置好读、写以及带外数据的fd_set结构。将一个套接字分配给任何一个集合后，再来调用select进行监视，便可知道一个套接字上是否正在发生上述的I/O活动。Winsock提供了下列宏操
作，对fd_set进行处理和检查：
    FD_ZERO(*set)：初始化set
    FD_SET(s, *set)：将套接字s加入集合set
    FD_CLR(s, *set)：从set中删除套接字s。
    FD_ISSET(s,*set)：检查s是否还在集合set上，在调用select函数之前必须对此进行判断。

7.select模型的工作步骤:
(1) 使用FD_ZERO宏，初始化自己感兴趣的每一个fd_set。
(2) 使用FD_SET宏，将套接字句柄分配给自己感兴趣的每个fd_set。
(3) 调用select函数，等待I/O操作的完成。
(4) 根据select的返回值，我们便可判断出哪些套接字存在着尚未完成（待决）的I/O操作,.具体的方法是使用FD_ISSET宏，对每个fd_set集合进行检查。
(5) 知道了每个集合中“待决”的I/O操作之后，对I/O进行处理，然后返回步骤1 )，继续进行select处理。
(6)select返回后，它会修改每个fd_set结构，删除那些不存在待决I/O操作的套接字句柄。这正是我们在上述的步骤( 4 )中，为何要使用FD_ISSET宏来判断一个特定的套接字是否仍在集合中的原因。

示例代码:

 1 SOCKET s;
 2 fd_set fdread;
 3 int ret;
 4 
 5 //初始化
 6 ...
 7 
 8 //Manage I/O on the socket
 9 while(1)
10 {
11     FD_ZERO(&fdread);//初始化集合
12 
13     FD_SET(s,&fdread);//添加套接字到集合上
14 
15     ret=select(0,&fdread,NULL,NULL,NULL);//调用select函数监视网络事件的完成情况
16     if(ret==SOCKET_ERROR)
17     {
18         ...
19     }
20 
21     if(res>0)
22     {
23         //处理数据
24         ...
25         
26         if(FD_ISSET(s,&fdread))//检查套接字是否还在集合上
27         {
28             ...
29         }
30     }
31     
32 }

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