8.2 套接字I/O模型
共有五种类型的套接字I / O模型，可让Wi n s o c k应用程序对I / O进行管理，它们包括： s e l e c t（选择）、W S A A s y n c S e l e c t（异步选择）、W S A E v e n t S e l e c t（事件选择）、o v e r l a p p e d（重叠）以及completion port（完成端口）
8.2.1 select模型
s e l e c t（选择）模型是Wi n s o c k中最常见的I / O模型。之所以称其为“ 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函数，实现对I / O的管理！最初设计该模型时，主要面向的是某些使用U n i x操作系统的计算机，它们采用的是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调用过程中被无辜“锁定”的应用程序，采取一种有序的方式，同时进行对多个套接字的管理。由于Winsock 1.1向后兼容于B e r k e l e y套接字实
施方案，所以假如有一个B e r k e l e y套接字应用使用了s e l e c t函数，那么从理论角度讲，毋需对其进行任何修改，便可正常运行。
利用s e l e c t函数，我们判断套接字上是否存在数据，或者能否向一个套接字写入数据。之所以要设计这个函数，唯一的目的便是防止应用程序在套接字处于锁定模式中时，在一次I / O绑定调用（如s e n d或r e c v）过程中，被迫进入“锁定”状态；同时防止在套接字处于非锁定模式中时，产生W S A E W O U L D B L O C K错误。除非满足事先用参数规定的条件，否则s e l e c t函数会在进行I / O操作时锁定。s e l e c t的函数原型如下：
int select(
int nfds,
fd_set FAR * readfds,
fd_set FAR * writefds,
fd_set FAR * exceptfds,
const struct timeval FAR * timeout
);
其中，第一个参数n f d s会被忽略。之所以仍然要提供这个参数，只是为了保持与早期的B e r k e l e y套接字应用程序的兼容。大家可注意到三个f d _ s e t参数：一个用于检查可读性（r e a d f d s），一个用于检查可写性（w r i t e f d s），另一个用于例外数据（e x c e p t f d s）。从根本上说,f d _ s e t数据类型代表着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l i s t e n，而且一个连接正在建立，那么a c c e p t函数调用会成功。
w r i t e f d s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。
最后，e x c e p t f d s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（O u t - o f - b a n d，O O B）数据可供读取。
例如，假定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r e a d f d s集合，
再等待s e l e c t函数完成。s e l e c t完成之后，必须判断自己的套接字是否仍为r e a d f d s集合的一部分。若答案是肯定的，便表明该套接字“可读”，可立即着手从它上面读取数据。在三个参数中（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），任何两个都可以是空值（ N U L L）；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， s e l e c t函数便没有
任何东西可以等待。最后一个参数t i m e o u t对应的是一个指针，它指向一个t i m e v a l结构，用于决定s e l e c t最多等待I / O操作完成多久的时间。如t i m e o u t是一个空指针，那么s e l e c t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t i m e v a l结构的
定义如下：
struct timeval
{
long tv_sec;
long tv_usec;
};
其中，t v _ s e c字段以秒为单位指定等待时间； t v _ u s e c字段则以毫秒为单位指定等待时间。
若将超时值设置为（ 0 , 0），表明s e l e c t会立即返回，允许应用程序对s e l e c t操作进行“轮询”。
出于对性能方面的考虑，应避免这样的设置。s e l e c t成功完成后，会在f d _ s e t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t i m e v a l设定的时间，便会返回0。不管由于什么原因，假如s e l e c t调用失败，都会返回S O C K E T _ E R R O R。
用s e l e c t对套接字进行监视之前，在自己的应用程序中，必须将套接字句柄分配给一个集合，设置好一个或全部读、写以及例外f d _ s e t结构。将一个套接字分配给任何一个集合后，再来调用s e l e c t，便可知道一个套接字上是否正在发生上述的I / O活动。Wi n s o c k提供了下列宏操作，可用来针对I / O活动，对f d _ s e t进行处理与检查：
■ FD_CLR(s, *set)：从s e t中删除套接字s。
■ FD_ISSET(s, *set)：检查s是否s e t集合的一名成员；如答案是肯定的是，则返回T R U E。
■ FD_SET(s, *set)：将套接字s加入集合s e t。
■ F D _ Z E R O ( * s e t )：将s e t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F D _ S E T宏，将自己的套接字分配给f d _ r e a d集合，再来调用s e l e c t。要想检测自己的套接字是否仍属f d _ r e a d集合的一部分，可使用F D _ I S S E T宏。采用下述步骤，便可完成用s e l e c t操作一个或多个套接字句柄的全过程：
1) 使用F D _ Z E R O宏，初始化自己感兴趣的每一个f d _ s e t。
2) 使用F D _ S E T宏，将套接字句柄分配给自己感兴趣的每个f d _ s e t。
3) 调用s e l e c t函数，然后等待在指定的f d _ s e t集合中，I / O活动设置好一个或多个套接字句柄。
s e l e c t完成后，会返回在所有f d _ s e t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s e l e c t的返回值，我们的应用程序便可判断出哪些套接字存在着尚未完成（待决）的I / O操作—具体的方法是使用F D _ I S S E T宏，对每个f d _ s e t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s e l e c t处理。
s e l e c t返回后，它会修改每个f d _ s e t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F D _ I S S E T宏来判断一个特定的套接字是否仍在集合中的原因。在程序清单8 - 4中，我们向大家阐述了为一个（只有一个）套接字设置s e l e c t模型所需的一系列基本步骤。若想在这个应用程序中添加更多的套接字，只需为额外的套接字维护它们的一个列表，或维护它们的一个数组即可。
程序清单8-4 用s e l e c t管理一个套接字上的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
}
}
}