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WinSock异步IO模型-[1]选择模型 - Select

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online_admins 发表于 2018-1-6 20:19:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
如果你想在Windows平台上构建服务器应用,那么I/O模型是你必须考虑的。
Windows操作系统提供了五种I/O模型,分别是:

■ 选择(select);
■ 异步选择(WSAAsyncSelect);
■ 事件选择(WSAEventSelect);
■ 重叠I/O(Overlapped I/O);
■ 完成端口(Completion Port) 。

每一种模型适用于一种特定的应用场景。程序员应该对自己的应用需求非常明确,
综合考虑到程序的扩展性和可移植性等因素,作出自己的选择。
==============================================
█ 选择(select)模型是Winsock中最常见的 I/O模型。核心便是利用 select 函数,实现对 I/O的管理!
利用 select 函数来判断某Socket上是否有数据可读,或者能否向一个套接字写入数据,防止程序在Socket处于阻塞模式中时,
在一次 I/O 调用(如send或recv、accept等)过程中,被迫进入“锁定”状态;同时防止在套接字处于非阻塞模
式中时,产生WSAEWOULDBLOCK错误。

█ select 的函数原型如下:
int select(
  __in          int nfds,
  __in_out      fd_set* readfds,
  __in_out      fd_set* writefds,
  __in_out      fd_set* exceptfds,
  __in          const struct timeval* timeout
);

其中,第一个参数nfds会被忽略。之所以仍然要提供这个参数,只是为了保持与Berkeley套接字兼容。
后面大家看到有三个 fd_set类型的参数:
一个用于检查可读性(readfds),
一个用于检查可写性(writefds),
一个用于例外数据(exceptfds)。

fd_set 结构的定义如下:
typedef struct fd_set {
u_int fd_count;
SOCKET fd_array[FD_SETSIZE];
} fd_set;

#define FD_SETSIZE      64
所以 fd_set 结构中最多只能监视64个套接字。

fdset 代表着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个条件的套接字:
● 有数据可以读入。
● 连接已经关闭、重设或中止。
● 假如已调用了listen,而且一个连接正在建立,那么accept函数调用会成功。

writefds 集合包括符合下述任何一个条件的套接字:
● 有数据可以发出。
● 如果已完成了对一个非锁定连接调用的处理,连接就会成功。

exceptfds 集合包括符合下述任何一个条件的套接字:
● 假如已完成了对一个非锁定连接调用的处理,连接尝试就会失败。
● 有带外(Out-of-band,OOB)数据可供读取。

举个例子,假设我们想测试一个套接字是否“可读”,必须将自己的套接字增添到readfds集合中,
然后调用 select 函数并等待其完成。select 完成之后,再次判断自己的套接字是否仍为 readfds 集合的一部分。
若答案是肯定的,则表明该套接字“可读”,可立即着手从它上面读取数据。

在三个参数中(readfds、writefds 和 exceptfds),任何两个都可以是空值( NULL);
但是,至少有一个不能为空值!在任何不为空的集合中,必须包含至少一个套接字句柄;
否则, select 函数便没有任何东西可以等待。最后一个参数 timeout 对应的是一个指针,它指向一个timeval 结构,
用于决定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 调用会无限
期地“锁定”或停顿下去,直到至少有一个描述符符合指定的条件后结束。

对 timeval 结构的定义如下:
tv_sec 字段以秒为单位指定等待时间;
tv_usec 字段则以毫秒为单位指定等待时间。
1秒 = 1000毫秒

若将超时值设置为(0 , 0),表明 select 会立即返回,出于对性能方面的考虑,应避免这样的设置。

█ select 函数返回值:
select 成功完成后,会在 fdset 结构中,返回刚好有未完成的 I/O操作的所有套接字句柄的总量。
若超过 timeval 设定的时间,便会返回0。若 select 调用失败,都会返回 SOCKET_ERROR,
应该调用 WSAGetLastError 获取错误码!

用 select 对套接字进行监视之前,必须将套接字句柄分配给一个fdset的结构集合,
之后再来调用 select,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,可用来针对 I/O活动,对 fdset 进行处理与检查:
● FD_CLR(s, *set):从set中删除套接字s。
● FD_ISSET(s, *set):检查s是否set集合的一名成员;如答案是肯定的是,则返回TRUE。
● FD_SET(s, *set):将套接字s加入集合set。
● FD_ZERO( * set):将set初始化成空集合。

例如,假定我们想知道是否可从一个套接字中安全地读取数据,同时不会陷于无休止的
“锁定”状态,便可使用 FDSET 宏,将自己的套接字分配给 fdread 集合,再来调用 select。要
想检测自己的套接字是否仍属 fdread 集合的一部分,可使用 FD_ISSET 宏。采用下述步骤,便
可完成用 select 操作一个或多个套接字句柄的全过程:
1) 使用FDZERO宏,初始化一个fdset对象;
2) 使用FDSET宏,将套接字句柄加入到fdset集合中;
3) 调用 select 函数,等待其返回……select 完成后,会返回在所有 fdset 集合中设置的套接字句柄总数,
并对每个集合进行相应的更新。
4) 根据 select的返回值和 FDISSET宏,对 fdset 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。

select 函数返回后,会修改 fdset 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 FDISSET 宏来判断一个特定的套接字是否仍在集合中的原因。

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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41_avatar_middle
在线会员 发表于 2019-1-8 22:18:46 | 显示全部楼层
求下载求下载求下载求下载求下载求下载
22_avatar_middle
在线会员 发表于 2019-1-11 20:14:22 | 显示全部楼层
WinSock异步IO模型-[1]选择模型 - SelectWinSock异步IO模型-[1]选择模型 - SelectWinSock异步IO模型-[1]选择模型 - Select
95_avatar_middle
在线会员 发表于 2019-1-14 11:21:21 | 显示全部楼层
课件源码+1
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在线会员 发表于 2019-1-15 10:50:41 | 显示全部楼层
课件源码+1
16_avatar_middle
在线会员 发表于 2019-1-22 11:04:09 | 显示全部楼层
我是回复的内容 我要看源码
61_avatar_middle
在线会员 发表于 2019-1-22 20:50:09 | 显示全部楼层
最多只能监视64个套接字
74_avatar_middle
在线会员 发表于 2019-2-4 00:48:29 | 显示全部楼层
谢谢,分享,学习一下
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在线会员 发表于 2019-2-17 23:12:30 | 显示全部楼层
感谢老大的无私奉献
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在线会员 发表于 2019-2-23 20:34:48 | 显示全部楼层
感谢楼主 无私奉献
61_avatar_middle
在线会员 发表于 2019-2-24 22:50:12 | 显示全部楼层
课件源码+1
67_avatar_middle
在线会员 发表于 2019-2-25 16:12:21 | 显示全部楼层
WinSock异步IO模型-[1]选择模型 - Select
谢谢SYC分享
03_avatar_middle
在线会员 发表于 2019-3-4 12:07:55 | 显示全部楼层
WinSock异步IO模型-[1]选择模型 - Select [修改]
85_avatar_middle
在线会员 发表于 2019-3-10 15:44:56 | 显示全部楼层
感谢分享,学习一下!
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