网络编程第六讲Select模型

一丶Select模型是什么

    以前我们讲过一个迭代模型.就是只服务一个客户端连接.但是实际网络编程中.复杂的很多. 比如一个 C/S架构程序 (客户端/服务端) 客户端很多的情况下.都要连接服务器.

不可能一个服务器只服务一个客户端. 就像现在很火的一款游戏 .PUBG. 绝地求生. 他就是 CS结构程序. 玩的人很多.不可能买了很多很多服务器吧.所以我们就要写模型. 来管理这些客户端的Socket

并对去进行读写操作. 当前 Select模型只针对小网络程序使用. 不可能应用到游戏上. 因为它能管理的Socket 实在有限. 如果是Windows的话可能以后会接触到事件模型.消息模型.以及IOCP模型.

其实说白了就是对Socket进行管理.有效的进行读写.减少开销. 随着模型等级越高.所需要的知识点就越多.就越来越困难.

二丶Select 方法

   socket 套接字为我们提供了一个Select 方法.

int WSAAPI select(
  int           nfds,            //默认为0
  fd_set        *readfds,        //一个指针集合.. 针对读操作 accept,recg
  fd_set        *writefds,       //针对写操作 connect send
  fd_set        *exceptfds,      //针对出现的异常
  const timeval *timeout         //超时设置,为NULL就是一直等待结果.
);
返回值:
  1超时返回0
  2.出错返回 SOCKET_ERROR

其中FD_SET是一个结构体.

typedef struct fd_set {
        u_int fd_count;               /* how many are SET? */  有多少套接字
        SOCKET  fd_array[FD_SETSIZE];   /* an array of SOCKETs */ 套接字的数据
} fd_set;

FD_SETSIZE = 64 
所以说不能针对大网络.因为只有64个.当然你可以更改.不过更改之后还不如用更好的模型.

常用的方法;

  FD_ZERO 清零

  FD_SET 添加套接字 也就是往数组里面添加指针

  FD_ISSET 校验函数.如果参数是集合的成员.则返回 非0 ,否则返回0

int getsockopt(
  SOCKET s,            //查询的套接字
  int    level,        //选项的等级. SOL_SOCKET IPPROTO_TCP 原始套接字还是
  int    optname,      //SOCKET选项名字 SO_ERROR SO_ACCEPTCONN
  char   *optval,      //用于接受数据的缓冲区
  int    *optlen       //缓冲区大小
);
函数作用: 查看套接字的状态
返回值:  成功0 失败 SOCKET_ERROR

具体作用可以查询MSDN

select 函数的作用:

  上面说了怎么多.可能大家就很晕.该如何编写代码. 编写代码前说一下.或许能豁然开朗.

其实我们 定义了数组(集合) 当有事件来的时候.select会返回. 返回的时候.会把我们集合里面的值进行设置. 这样我们可以对集合的值进行判断.如果是accept 则调用accept.

代码如下:

// Server.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//

#include "stdafx.h"
#include <WinSock2.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")



int main()
{
   
        WSADATA wsaData;
        int iResult;
        u_long iMode = 0;

        iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
        if (iResult != NO_ERROR)
            printf("Error at WSAStartup()\n");

        //-------------------------
        // Create a SOCKET object.
        SOCKET m_socket;
        m_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
        if (m_socket == INVALID_SOCKET) {
            printf("Error at socket(): %ld\n", WSAGetLastError());
            WSACleanup();
            return 0;
        }

        sockaddr_in hServerAddr;
        hServerAddr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);
        hServerAddr.sin_family = AF_INET;
        hServerAddr.sin_port = htons(8564);

        bind(m_socket, (sockaddr *)&hServerAddr, sizeof(hServerAddr));

        //监听

        listen(m_socket, 1);

        //主要是进行连接的时候.代码不一样了.因为是非阻塞.所以返回的错误是资源暂时不可用.
        sockaddr_in hClientAddr;
        int nAddrSize = sizeof(hClientAddr);
        SOCKET hClientSocket;

        fd_set Read, Write, Except; //定义三个集合.并且清零

        FD_ZERO(&Read);
        FD_ZERO(&Write);
        FD_ZERO(&Except);

        //添加SOCKET 到集合中
        FD_SET(m_socket, &Read);
        FD_SET(m_socket, &Write);
        FD_SET(m_socket, &Except);

        //使用Select 进行监听 无限监听
        int nRet = select(0, &Read, &Write, &Except,NULL);

        //如果有读操作.则Read集合则被改变.

        nRet = FD_ISSET(m_socket, &Read);//只判断读
       
        char szBuf[0x1000] = { 0 };
        if (SOCKET_ERROR != nRet)
        {
               //我们就可以进行接收了.因为读操作只有接收.不可能是Recv
            hClientSocket = accept(m_socket, (sockaddr*)&hClientAddr, &nAddrSize);
            //继续进行清零.看看是否是读操作还是写操作.

            recv(hClientSocket, szBuf, 0x1000, 0);
            FD_ZERO(&Read);
            FD_ZERO(&Write);
            FD_ZERO(&Except);

            //讲客户端套接字跟服务端套接字都放到集合中.

            FD_SET(m_socket, &Read);
            FD_SET(m_socket, &Write);
            FD_SET(m_socket, &Except);

            FD_SET(hClientSocket, &Read);
            FD_SET(hClientSocket, &Write);          // 如果都设置了.那么在此进行Select监听的时候.服务端套Read集合则为2.因为要接受.客户端的Write则为1.因为他发送了send
            FD_SET(hClientSocket, &Except);

            nRet = select(0, &Read, &Write, &Except, NULL);

            nRet = FD_ISSET(hClientSocket, &Write); //客户端的写操作回来.所以影响的是客户端的write 服务端的不影响.

            int nRet2 = FD_ISSET(m_socket, &Write);
           

        }
    return -1;
}

当有客户端连接的时候.我们的集合就重置了.

例如下图:

可以看到套接字是一个f4 有一个.所以下方我们进行判断是否是读操作.如果是读操作我们就进行接受连接

接受连接之后.我们把客户端的套接字也设置到集合中.当监听客户端操作的时候.写操作就会来了.

总结一下:

    1.send recv connect accept 都是一个状态.

    2.slecet 会根据这些来设置我们集合中数组的状态.

    3.我们根据判断集合中数组的状态.对其进行操作即可.

如果出现异常.我们就需要用

getsockopt 来检索错误值了.
因为我们使用的FD_xxx都是宏. 如果在使用GetLastError 则会出现错误.结果不准确. 所以直接使用这个函数进行错误代码的获取.
例子:
if (FD_ISSET(hSocket,&Except))  //如果出现异常了.
{
    int nErrCode;
    int nErrCodeLen;
    getsocket(hSocket,SOL_SOCKET,SO_ERROR,&nErrcode,&nErrcodelen);
}

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