8.2 套接字I/O模型
共有五種類型的套接字I / O模型，可讓Wi n s o c k應用程序對I / O進行管理，它們包括： s e l e c t（選擇）、W S A A s y n c S e l e c t（異步選擇）、W S A E v e n t S e l e c t（事件選擇）、o v e r l a p p e d（重疊）以及completion port（完成端口）
8.2.1 select模型
s e l e c t（選擇）模型是Wi n s o c k中最常見的I / O模型。之所以稱其為“ s e l e c t模型”，是由于它的“中心思想”便是利用s e l e c t函數，實現對I / O的管理！最初設計該模型時，主要面向的是某些使用U n i x操作系統的計算機，它們采用的是B e r k e l e y套接字方案。s e l e c t模型已集成到Winsock 1.1中，它使那些想避免在套接字調用過程中被無辜“鎖定”的應用程序，采取一種有序的方式，同時進行對多個套接字的管理。由于Winsock 1.1向后兼容于B e r k e l e y套接字實
施方案，所以假如有一個B e r k e l e y套接字應用使用了s e l e c t函數，那么從理論角度講，毋需對其進行任何修改，便可正常運行。
利用s e l e c t函數，我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。之所以要設計這個函數，唯一的目的便是防止應用程序在套接字處于鎖定模式中時，在一次I / O綁定調用（如s e n d或r e c v）過程中，被迫進入“鎖定”狀態；同時防止在套接字處于非鎖定模式中時，產生W S A E W O U L D B L O C K錯誤。除非滿足事先用參數規定的條件，否則s e l e c t函數會在進行I / O操作時鎖定。s e l e c t的函數原型如下：
int select(
??????int nfds,
??????fd_set FAR * readfds,
??????fd_set FAR * writefds,
??????fd_set FAR * exceptfds,
??????const struct timeval FAR * timeout
?????);
?????
其中，第一個參數n f d s會被忽略。之所以仍然要提供這個參數，只是為了保持與早期的B e r k e l e y套接字應用程序的兼容。大家可注意到三個f d _ s e t參數：一個用于檢查可讀性（r e a d f d s），一個用于檢查可寫性（w r i t e f d s），另一個用于例外數據（e x c e p t f d s）。從根本上說,f d _ s e t數據類型代表著一系列特定套接字的集合。其中， r e a d f d s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l i s t e n，而且一個連接正在建立，那么a c c e p t函數調用會成功。
w r i t e f d s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。
最后，e x c e p t f d s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（O u t - o f - b a n d，O O B）數據可供讀取。
例如，假定我們想測試一個套接字是否“可讀”，必須將自己的套接字增添到r e a d f d s集合，
再等待s e l e c t函數完成。s e l e c t完成之后，必須判斷自己的套接字是否仍為r e a d f d s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（r e a d f d s、w r i t e f d s和e x c e p t f d s），任何兩個都可以是空值（ N U L L）；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， s e l e c t函數便沒有
任何東西可以等待。最后一個參數t i m e o u t對應的是一個指針，它指向一個t i m e v a l結構，用于決定s e l e c t最多等待I / O操作完成多久的時間。如t i m e o u t是一個空指針，那么s e l e c t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后結束。對t i m e v a l結構的
定義如下：
struct timeval
{
?long tv_sec;
?long tv_usec;
};
其中，t v _ s e c字段以秒為單位指定等待時間； t v _ u s e c字段則以毫秒為單位指定等待時間。
若將超時值設置為（ 0 , 0），表明s e l e c t會立即返回，允許應用程序對s e l e c t操作進行“輪詢”。
出于對性能方面的考慮，應避免這樣的設置。s e l e c t成功完成后，會在f d _ s e t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t i m e v a l設定的時間，便會返回0。不管由于什么原因，假如s e l e c t調用失敗，都會返回S O C K E T _ E R R O R。
用s e l e c t對套接字進行監視之前，在自己的應用程序中，必須將套接字句柄分配給一個集合，設置好一個或全部讀、寫以及例外f d _ s e t結構。將一個套接字分配給任何一個集合后，再來調用s e l e c t，便可知道一個套接字上是否正在發生上述的I / O活動。Wi n s o c k提供了下列宏操作，可用來針對I / O活動，對f d _ s e t進行處理與檢查：
■ FD_CLR(s, *set)：從s e t中刪除套接字s。
■ FD_ISSET(s, *set)：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。
■ FD_SET(s, *set)：將套接字s加入集合s e t。
■ F D _ Z E R O ( * s e t )：將s e t初始化成空集合。
例如，假定我們想知道是否可從一個套接字中安全地讀取數據，同時不會陷于無休止的
“鎖定”狀態，便可使用F D _ S E T宏，將自己的套接字分配給f d _ r e a d集合，再來調用s e l e c t。要想檢測自己的套接字是否仍屬f d _ r e a d集合的一部分，可使用F D _ I S S E T宏。采用下述步驟，便可完成用s e l e c t操作一個或多個套接字句柄的全過程：
1) 使用F D _ Z E R O宏，初始化自己感興趣的每一個f d _ s e t。
2) 使用F D _ S E T宏，將套接字句柄分配給自己感興趣的每個f d _ s e t。
3) 調用s e l e c t函數，然后等待在指定的f d _ s e t集合中，I / O活動設置好一個或多個套接字句柄。
s e l e c t完成后，會返回在所有f d _ s e t集合中設置的套接字句柄總數，并對每個集合進行相應的更新。
4) 根據s e l e c t的返回值，我們的應用程序便可判斷出哪些套接字存在著尚未完成（待決）的I / O操作—具體的方法是使用F D _ I S S E T宏，對每個f d _ s e t集合進行檢查。
5) 知道了每個集合中“待決”的I / O操作之后，對I / O進行處理，然后返回步驟1 )，繼續進行s e l e c t處理。
s e l e c t返回后，它會修改每個f d _ s e t結構，刪除那些不存在待決I / O操作的套接字句柄。這正是我們在上述的步驟( 4 )中，為何要使用F D _ I S S E T宏來判斷一個特定的套接字是否仍在集合中的原因。在程序清單8 - 4中，我們向大家闡述了為一個（只有一個）套接字設置s e l e c t模型所需的一系列基本步驟。若想在這個應用程序中添加更多的套接字，只需為額外的套接字維護它們的一個列表，或維護它們的一個數組即可。
程序清單8-4 用s e l e c t管理一個套接字上的I / O操作
SOCKET s;
fd_set fdread;
int ret;
//create a socket ,and accept a connection
...
//manage i/o on the socket
while(TRUE)
{
?//aways clear the read set before calling
?//select()
?FD_ZERO(&fdread);
?//add socket s to the read set
?FD_SET(s,&fdread);
?if((ret = select(0,&fdread,NULL,NULL,NULL))== SOCKET_ERROR)
?{
??//ERROR CONDITION
?}
?if(ret > 0)
?
?{
??//for this simple case,select() should return the value 1.
??//an appliation dealing with more than one socket could get a value greater than 1;
??//at this point,your appliation should check to see whether the socket is part of a set.
??if(FD_ISSET(s.&fdread))
??{
???//a read event has occurred on a socket s
??}
?}
}
??????