浙江省信访局领导名单:socket之select函数

来源:百度文库 编辑:西欧教育 时间:2020/03/31 09:21:29
Select在Socket编程中还是比较重要的,它能够监视我们需要监视的文件描述符的变化情况——读写或是异常。
Select的函数格式(Unix系统下的伯克利socket编程,和windows下的略有区别,体现两个方面:一是select函数的第一个参数,在windows下可以忽略,但在linux下必须设为最大文件描述符加1;二是结构fd_set在两个系统里定义不一样):
int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout);
先说明两个结构体:
第一,struct fd_set可以理解为一个集合,这个集合中存放的是文件描述符(file descriptor),即文件句柄,这可以是我们所说的普通意义的文件,当然Unix下任何设备、管道、FIFO等都是文件形式,全部包括在内,所以毫无疑问一个socket就是一个文件,socket句柄就是一个文件描述符。fd_set集合可以通过一些宏由人为来操作,比如清空集合 FD_ZERO(fd_set *),将一个给定的文件描述符加入集合之中FD_SET(int ,fd_set *),将一个给定的文件描述符从集合中删除FD_CLR(int ,fd_set*),检查集合中指定的文件描述符是否可以读写FD_ISSET(int ,fd_set* )。一会儿举例说明。
第二,struct timeval是一个大家常用的结构,用来代表时间值,有两个成员,一个是秒数,另一个是毫秒数。
具体解释select的参数:
int maxfdp是一个整数值,是指集合中所有文件描述符的范围,即所有文件描述符的最大值加1,不能错!在Windows中这个参数的值无所谓,可以设置不正确。
fd_set *readfds是指向fd_set结构的指针,这个集合中应该包括文件描述符,我们是要监视这些文件描述符的读变化的,即我们关心是否可以从这些文件中读取数据了,如果这个集合中有一个文件可读,select就会返回一个大于0的值,表示有文件可读,如果没有可读的文件,则根据timeout参数再判断是否超时,若超出timeout的时间,select返回0,若发生错误返回负值。可以传入NULL值,表示不关心任何文件的读变化。
fd_set *writefds是指向fd_set结构的指针,这个集合中应该包括文件描述符,我们是要监视这些文件描述符的写变化的,即我们关心是否可以向这些文件中写入数据了,如果这个集合中有一个文件可写,select就会返回一个大于0的值,表示有文件可写,如果没有可写的文件,则根据timeout参数再判断是否超时,若超出timeout的时间,select返回0,若发生错误返回负值。可以传入NULL值,表示不关心任何文件的写变化。
fd_set *errorfds同上面两个参数的意图,用来监视文件错误异常。
struct timeval* timeout是select的超时时间,这个参数至关重要,它可以使select处于三种状态,第一,若将NULL以形参传入,即不传入时间结构,就是将select置于阻塞状态,一定等到监视文件描述符集合中某个文件描述符发生变化为止;第二,若将时间值设为0秒0毫秒,就变成一个纯粹的非阻塞函数,不管文件描述符是否有变化,都立刻返回继续执行,文件无变化返回0,有变化返回一个正值;第三,timeout的值大于0,这就是等待的超时时间,即 select在timeout时间内阻塞,超时时间之内有事件到来就返回了,否则在超时后不管怎样一定返回,返回值同上述。
返回值:
负值:select错误 正值:某些文件可读写或出错 0:等待超时,没有可读写或错误的文件
在有了select后可以写出像样的网络程序来!举个简单的例子,就是从网络上接受数据写入一个文件中。
     #include
     #include
     #define PORT       5150
     #define MSGSIZE     1024
     #pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
     int     g_iTotalConn = 0;
     SOCKET g_CliSocketArr[FD_SETSIZE];
     DWORD WINAPI WorkerThread(LPVOID lpParameter);
     int main()
     {  
         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_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);
         local.sin_family = AF_INET;
         local.sin_port = htons(PORT);  
         bind(sListen, (struct sockaddr *)&local, sizeof(SOCKADDR_IN));  
         // Listen   listen(sListen, 3);  
         // Create worker thread  
         CreateThread(NULL, 0, WorkerThread, NULL, 0, &dwThreadId);    
         while (TRUE)  
         {               // Accept a connection    
             sClient = accept(sListen, (struct sockaddr *)&client, &iaddrSize);    
             printf("Accepted client:%s:%d\n", inet_ntoa(client.sin_addr), ntohs(client.sin_port));    
             // Add socket to g_CliSocketArr    
             g_CliSocketArr[g_iTotalConn++] = sClient;  
         }    
         return 0;
     }
     DWORD WINAPI WorkerThread(LPVOID lpParam)
     {  
         int             i;  
         fd_set         fdread;  
         int             ret;  
         struct timeval tv = {1, 0};  
         char           szMessage[MSGSIZE];    
         while (TRUE)  
         {    
             FD_ZERO(&fdread);    
             for (i = 0; i < g_iTotalConn; i++)
             {
                 FD_SET(g_CliSocketArr, &fdread);
             }                     // We only care read event
             ret = select(0, &fdread, NULL, NULL, &tv);
             if (ret == 0)
             {       // Time expired
                 continue;
             }
             for (i = 0; i < g_iTotalConn; i++)
             {
                 if (FD_ISSET(g_CliSocketArr, &fdread))
                   {         // A read event happened on g_CliSocketArr
                       ret = recv(g_CliSocketArr, szMessage, MSGSIZE, 0);
                       if (ret == 0 || (ret == SOCKET_ERROR && WSAGetLastError() == WSAECONNRESET))
                         {
                             // Client socket closed          
                             printf("Client socket %d closed.\n", g_CliSocketArr);
                             closesocket(g_CliSocketArr);
                             if (i < g_iTotalConn - 1)
                             {
                                 g_CliSocketArr[i--] = g_CliSocketArr[--g_iTotalConn];
                             }
                         }
                         else
                         {
                               // We received a message from client
                               szMessage[ret] = '\0';
                               send(g_CliSocketArr, szMessage, strlen(szMessage), 0);
                         }
                   } //if
             }//for
         }//while    
         return 0;
     }
     服务器的几个主要动作如下:
     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,用来存放当前所有活动的客户端套接字,每accept一个连接就更新一次数组;
     4.接受客户端的连接。
     这里有一点需要注意的,就是我没有重新定义FD_SETSIZE宏,所以服务器最多支持的并发连接数为64。而且,这里决不能无条件的ccept,服务器应该根据当前的连接数来决定
是否接受来自某个客户端的连接。一种比较好的实现方案就是采用WSAAccept函数,而且让WSAAccept回调自己实现的Condition Function。
     如下所示:
     int CALLBACK ConditionFunc(LPWSABUF lpCallerId,LPWSABUF lpCallerData, LPQOS lpSQOS,LPQOS lpGQOS,LPWSABUF lpCalleeId, LPWSABUF lpCalleeData,GROUP FAR *
g,DWORD dwCallbackData)
     {
         if (当前连接数 < FD_SETSIZE)
             return CF_ACCEPT;
         else  
             return CF_REJECT;
     }
     工作者线程里面是一个死循环,一次循环完成的动作是:
     1.将当前所有的客户端套接字加入到读集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,如果是,则接收数据。如果接收的数据长度为0,或者发生WSAECONNRESET错误,则表示客户端套接字主动关闭,这时需要将服务器中
对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)。
     除了需要有条件接受客户端的连接外,还需要在连接数为0的情形下做特殊处理,因为如果读集中没有任何套接字,select函数会立刻返回,这将导致工作者线程成为一个毫无
停顿的死循环,CPU的占用率马上达到100%。
     关系到套接字列表的操作都需要使用循环,在轮询的时候,需要遍历一次,再新的一轮开始时,将列表加入队列又需要遍历一次.也就是说,Select在工作一次时,需要至少遍历2次
列表,这是它效率较低的原因之一.
     在大规模的网络连接方面,还是推荐使用IOCP或EPOLL模型.但是Select模型可以使用在诸如对战类游戏上,比如类似星际这种,因为它小巧易于实现,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,可以采取分段轮询,一次轮询64个.例如套接字列表为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个再加入轮询队列中进行轮询处理.这样处理需要在非阻塞式下工作.以此类推,Select也能支持无限多个.