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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:(CSDN)HuangRG[] 出处:  

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

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