之前我们写了一些简单的网络程序，使用的都是基本的socket，这些程序有一个特点就是都是阻塞执行的。何谓阻塞呢？就是函数不会立即返回，直到等到结果才返回，像accept，recv就属于阻塞函数。

这种方式在人数（客户端）较少的情境下没有什么问题，但要是人数比较多了服务器就不能及时处理后面的客户请求了。若第一个连接的用户受理时间为1秒，那么第一百个连接的用户就得等100秒。一个方法是可以为每个连接进来的用户开启一个线程进行处理，但开启太多的线程得付出很大的代价，所以这种方式也仅适用于用户较少的情况。

基于此，windows提供了一些网络模型来提高服务器同时接受客户端的能力。这里将会以几篇来分别讲解几个常用的模型，

select

事件选择

重叠IO

IOCP完成端口

这些模型从弱到强，从易到难。select用来解决基本socket多线程的问题，适合60多个用户。事件选择异步了接受操作，适合300-500个用户。重叠IO就完全非阻塞了，适合上千个用户。IOCP更加强大，可以支持万级别的用户，QQ那些就使用的这个。

还有Linux上的epoll模型，这个和IOCP是一个级别的，因为我没怎么接触linux，所以这里就主要说windows上的。

这里首先来说最简单的select模型，在此之前，我先画了一张图：

从图中可以看出有两个部分是阻塞的，一个是等待数据到来，一个是将数据从内核复制到程序缓冲区。

基本的socket这两个部分都是阻塞的，若是使用多线程的方式来处理，我们得用n+1个线程来服务n个客户。而申请大量线程代价极大且效率非佳，select的目的就是来解决基本socket的多线程问题，它也是阻塞的，却只需要用2个线程来服务n个客户。

之所以叫select模型，是因为这个模型主要是通过一个叫select的函数来完成的，其原型如下：

intselect(intnfds,//在windows仅仅是为了保持和别的系统的兼容性，无意义fd_setFAR*readfds,//若有待读取数据，则注册到fd_setfd_setFAR*writefds,//若可传输无阻塞数据，则注册到fd_setfd_setFAR*exceptfds,//若发生异常，则注册到fd_setconststructtimevalFAR*timeout//超时时间);

其中的fd_set称为文件描述符，是一个结构体：

typedefstructfd_set{u_intfd_count;/*howmanyareSET?*/SOCKETfd_array[FD_SETSIZE];/*anarrayofSOCKETs*/}fd_set;

select函数可以将多个文件描述符集中到一起统一监视，这里fd_count表示套接字的数量，我们可以把需要监视的socket存到fd_array中，FD_SETSIZE是一个宏，表示最多可监视的socket数量，现在这个宏定义为64，所以我们最多可以监视64个套接字。

因为fd_set是以位为单位进行操作的，所以OS提供了一些宏来方便操作：

FD_ZERO(fd_set*fdset)//将fd_set的所有位置0FD_SET(intfd,fd_set*fdset)//在fdset中注册文件描述符fd的信息FD_CLR(intfd,fd_set*fdset)//从fdset中清除文件描述符fd的信息FD_ISSET(intfd,fd_set*fdset)//若fdset中包含文件描述符fd的信息，则为true

比如我们往文件fd_set中注册了5个套接字，那么表示和操作就像这样：

fd1fd2fd3fd4fd510010//fd_set中存放的是位数组fd_setreads;FD_ZERO(reads);//00000FD_SET(1,reads);//01000FD_SET(4,reads);//01001FD_ISSET(1,reads);//返回trueFD_ISSET(2,reads);//返回falseFD_CLR(1,reads);//00001

select函数的最后一个参数用于指定超时时间，其原型如下：

structtimeval{longtv_sec;/*seconds*/longtv_usec;/*andmicroseconds*/};

tv_sec用于指定秒数，tv_usec用于指定微秒。这个结构体被typedef为TIMEVAL。

因为select函数只有在监视的文件描述符发生变化时才返回，所以指定超时时间来防止一直阻塞，若不想使用，可以传入NULL。

现在来看select函数的返回值，若发生错误，返回-1；若超时，返回0；若执行后返回大于0的整数，就说明相应的文件描述符发生了变化，它会把这些发生变化的位置1，其余全置为0。所以若fd1,fd3位有变化，那么就是这样：

fd1fd2fd3fd4fd500000返回10100

现在我们以select来完成服务端，首先定义一个CSelect类：

classCSelect{public:CSelect(intport);~CSelect();voidAccept();//接受连接private:voidInitSock();//初始化套接字voidRequestHandler();//处理请求的线程private:WSADATAm_wsaData;SOCKETm_listenSock,m_clntSock;SOCKADDR_INm_listenAddr,m_clntAddr;fd_setm_fdReads;//文件描述符TIMEVALm_timeout;//超时时间intm_nPort;//端口};

在构造函数中，保存端口和初始化套接字：

CSelect::CSelect(intport):m_nPort(port){InitSock();}

InitSock用于初始化套接字，这些操作大家应该都非常熟悉了：

voidCSelect::InitSock(){//初始化winsock库intret=WSAStartup(MAKEWORD(2,2),m_wsaData);assert(ret==0);//创建监听套接字m_listenSock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);//设置地址信息memset(m_listenAddr,0,sizeof(m_listenAddr));m__family=AF_INET;m___addr=htonl(INADDR_ANY);m__port=htons(m_nPort);//绑定ret=bind(m_listenSock,(SOCKADDR*)m_listenAddr,sizeof(m_listenAddr));assert(ret!=SOCKET_ERROR);//监听ret=listen(m_listenSock,5);assert(ret!=SOCKET_ERROR);FD_ZERO(m_fdReads);//将文件描述符所有位置0}

需要注意的是，在最后我们还将文件描述符的位全部置0。然后在析构函数中关闭释放：

CSelect::~CSelect(){closesocket(m_listenSock);WSACleanup();}

现在来看第一个阻塞的部分，即等待数据到来：

voidCSelect::Accept(){intadrSize=sizeof(m_clntAddr);//开启线程，频繁地检测fd_set中的数组是否有请求autofu=std::async(std::launch::async,std::bind(CSelect::RequestHandler,this));//在主线程中处理连接请求while(true){//当fd_set装满时，等待一会再继续尝试if(m__count=FD_SETSIZE){Sleep(100);continue;}//当有一个客户端进行连接时，主线程的Accept会进行返回m_clntSock=accept(m_listenSock,(SOCKADDR*)m_clntAddr,adrSize);FD_SET(m_clntSock,m_fdReads);//设置文件描述符printf("connectedclient:%d----当前连接数：%d\n",m_clntSock,m__count);}}

在这里，我们先开启了线程RequestHandler去频繁地检测文件描述符中是否有客户端的请求信息，开始时自然是没有信息的，因为此时没有任何套接字注册进去。

接下来在主线程中，我们进行接收连接请求，当fd_set中装满了就无法设置注册套接字了，所以需要先检测一下。当有客户端连接进来的时候，使用FD_SET将其注册到文件描述符中，打印下方便我们查看。

最后来看最重要的部分，也即第二个阻塞，将数据从内核复制到我们的程序缓冲区中：

voidCSelect::RequestHandler(){fd_setcopyReads;while(true){copyReads=m_fdReads;m__sec=5;m__usec=0;//设置检查范围及超时intfdNum=select(0,copyReads,NULL,NULL,m_timeout);if(fdNum!=SOCKET_ERROR){for(unsignedi=0;im__count;++i){if(FD_ISSET(m__array[i],©Reads)){charbuf[BUF_SIZE]="";intrecvLen=recv(m__array[i],buf,BUF_SIZE,0);//客户端退出或socket错误，则关闭if(recvLen==0||recvLen==SOCKET_ERROR){closesocket(m__array[i]);FD_CLR(m__array[i],m_fdReads);}else{printf("receivedfromclient%d:%s\n",m__array[i],buf);s(m__array[i],buf,recvLen,0);}}}}}}

因为每次执行select函数后都会改变发生变化的文件描述符的值，所以为了保护初始值，我们在第3行声明的一个copyReads，在每次的开始将m_fdReads复制到copyReads中操作。

接下来设置了超时时间为5秒，使用select函数监视文件描述符。当文件描述符中的套接字有了请求，文件描述符就会将发生变化的位置1返回。

我们遍历文件描述符中的每一项，使用FD_ISSET来检测结果，当客户端退出或socket错误时，从文件描述符中关闭socket并清除记录。否则，做相应的消息处理，这里将接收到的数据再次发送给客户端。

现在，就可以测试下了：

#include""intmain(){CSelectselect(8000);();return0;}

测试客户端是用的以前写的tcp客户端，非常简单，就不写了，我用脚本开了60多个客户端，测试结果如图：

因为就是客户端就是简单的发送接收了一条数据就关闭了，所以这里连接数多数都为1。

使用select写的服务器要比我们以前用基本socket写的效率高得多，而且只用了2条线程。但它性能终究还是有限，因为说到底还是阻塞的，占用的还是程序自己的时间片，若人数在60左右，大家可以用这个。

虽然select模型比较简单，但和后面的各个模型都是有联系的，只有把这个先理解了才能充分理解后面的，才能理解这个为什么比那个好，为什么这个性能要高，什么时候用哪个好。