多路复用I/O模型支持多Client

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风卷残云

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分类专栏： VC网络编程文章标签： socket null windows server linux 多线程

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本文介绍如何利用select I/O模型在单线程中支持多客户端连接，并探讨了其效率问题。通过示例代码展示了如何处理单个及多个客户端连接，同时提出了针对效率和实时响应性的解决方案。

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多路复用I/O模型支持多Client的实现及效率讨论
	发表日期：2004-04-28	作者：(优快云)HuangRG[] 出处：

在头文件中包含了“winsock.h”和"#pragma comment(lib,"wsock32")"

1. 引言

多路复用I/O模型(select)是UNIX/LINUX用得的最多的一种I/O模型，在Windows下也

可做为一种异步I/O使用。本文给出该I/O模型处理多Client的简单（在主线程中）实现。

2. 关于select

select I/O模型是一种异步I/O模型，在单线程中Linux/WinNT默认支持64个客户端套

接字。这种I/O模型主要涉及以下几个函数及宏：

int select(…)、FD_ZERO、FD_SET、FD_ISSET以及FD_SETSIZE。

3. 用select开发一个Server

3.1 只支持单个Client

// 相关初始化处理, 创建监听套接字

listen(listensock, 5);

clientsock = accept(listensock, NULL, NULL);

for (; ;)

{

FD_ZERO(&readfds);

FD_SET(clientsock, &readfds);

nResult = select(

0, // Windows中这个参数忽略，Linux中在此处为1

readfds, // 可读套接字集合

……

)

if (nResult = = SOCKET_ERROR)

return –1;

// 判断cliensock是否处于待读状态

if (FD_ISSET(clientsock, &readfds))

{

// 相关处理

}

其实Winsock中的WSAEventSelect模型是与之类似的。

3.2 在单线程中支持63个Client

SOCKET clientsockarray[FD_SETSIZE – 1]; // FD_SETSIZE is 64

// 相关初始化处理, 创建监听套接字

listen(listensock, 5);

// 初始化套接字数组

InitSock(clientsockarray);

FD_ZERO(&readfds);

FD_SET(listensock, &readfds);

for (; ;)

{

nRet = select(0, &readfds, NULL, NULL, NULL);

// 判断监听套接字是否可读

if (FD_ISSET(listensock, &readfds))

{

clientsock = accept(listensock, NULL, NULL);

// 将客户套接字放到套接字数组中

if (!InsertSock(clientsockarray, clientsock))

{

printf("客户端超过了63个,此次连接被拒绝./n");

closesocket(clientsock);

continue;

}

// 逐个处理处于待决状态的套接字

for (nIndex = 0; nIndex < FD_SETSIZE - 1; nIndex++)

{

if (FD_ISSET(clientsockarray[nIndex], &readfds))

{

nRet = recv(clientsockarray[nIndex], buff, sizeof(buff), 0);

if (nRet = = 0 || nRet = = SOCKET_ERROR)

{

closesocket(clientsockarray[nIndex]);

clientsockarray[nIndex] = INVALID_SOCKET;

continue; // 继续处理套接字句柄数组中的其它套接字

}

// 将接受到的数据进行处理,此处只将其输出

printf("%s/n", buff);

}

// 初始化套接字集合

FD_ZERO(&readfds);

FD_SET(listensock, &readfds);

// 将所有有效的套接字句柄加入到套接字句柄数组中

for (nIndex = 0; nIndex < FD_SETSIZE - 1; nIndex++)

{

if (clientsockarray[nIndex] != INVALID_SOCKET)

FD_SET(clientsockarray[nIndex], &readfds);

}

BOOL InsertSock(SOCKET* pSock, SOCKET sock)

{

for (int nIndex = 0; nIndex < FD_SETSIZE – 1; nIndex++)

{

if (pSock[nIndex] = = INVALID_SOCKET)

{

pSock[nIndex] = sock;

break;

}

if (nIndex = = FD_SETSIZE – 1)

return FALSE;

return TRUE;

}

上面只是给简要的代码，有的辅助函数也没有给出。用select支持多Client是比较方便的，在一个线程中可支持63个；可以采用多线程支持更大数量的Client。

4. 效率的讨论

4.1 对套接字数组扫描的效率问题

在上面的程序中，存在多处对套接字句柄的扫描处理，这个肯定会影响效率。不知道各位朋友是怎么处理这个问题的。

4.2 对客户端实时响应问题

上面的程序处理待决的套接字的时候，是逐个处理的，如果响应某个Client的时间长到一定程度的话，肯定会影响对其它客户端的响应。我的解决方法是当这个套接字处于可读的待决状态的话，产生一个子线程去处理------接收数据和处理数据。这样主线程继续自己的工作，其它Client可以得及时的响应；当然当有大量的Client请求时，对线程的控制会成为一个新问题。

在UNIX/LINUX下做一个支持大量Client的Server的话，本人还是最先选择select这种I/O模型，这是因为我还不知道LINUX还有哪些更好的I/O模型。WinNT的话，还有CompletionPort和Overlapped，特别对于有大数据量传送，同时只有少量的Client时，Overlapped可以发挥相当大的作用。各位朋友请给出使用select的好方法