Select模型处理多客户端

阻塞模式（旧）
Select模式

1.处理阻塞的网络模型
2.释放服务端
3.客户端在等待数据反馈的时候处理内容
4.处理多客户端

select模型

int(
	//_In_ 表示只传入，而不会被改变
	_In_ int nfds,//伯克利socket，windows下没意义，在linux有意义表最大描述符+1
	//_Inout_opt_ 输入且会输出的可操作对象
	_Inout_opt_ fd_set FAR * readfds,//fd_set（fds）是一个套接字集合，可读集合 
	_Inout_opt_ fd_set FAR * writefds,//可写集合
	_Inout_opt_ fd_set FAR* exceptfds,//有异常的集合
	_In_opt_ const struct timeval FAR *timeout//查询时间的延迟，在时间内没有查到任何集合，就会让select变成一个非阻塞模式
	);

fd_set模型

#ifndef FD_SETSIZE
#define FD_SETSIZE      64
#endif /* FD_SETSIZE */

typedef struct fd_set {
    
    
        u_int fd_count;               /* how many are SET? */
        //默认放64个socket
        SOCKET  fd_array[FD_SETSIZE];   /* an array of SOCKETs */
} fd_set;

server端代码

#define WIN32_LEAN_AND_MEAN
#define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS

//winsock2一定要在windows前，否则会有宏定义重编译问题。sock2是新库，windows是老库。
#include<WinSock2.h>
#include<Windows.h>
#include<iostream>
#include<vector>

//加入静态链接库,否则会出现问题:无法解析的外部符号 __imp__WSAStartup@8
//也可以在属性页、连接器、输入、附加依赖项中输入ws_32.lib
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

//枚举定义命令，方便判断
enum CMD
{
	CMD_LOGIN,
	CMD_LOGIN_RESULT,
	CMD_LOGOUT_RESULT,
	CMD_LOGOUT,
	CMD_ERROR
};


//消息结构体
struct DataHeader {
	short dataLength;//数据长度
	short cmd;//命令：接收的命令，服务器处理后反馈数据。
};


struct Login :public DataHeader {
	Login()
	{
		dataLength = sizeof(Login);
		cmd = CMD_LOGIN;
	}
	char userName[32];
	char PassWord[32];
};

struct LoginResult :public DataHeader {
	LoginResult()
	{
		dataLength = sizeof(LoginResult);
		cmd = CMD_LOGIN_RESULT;
		result = 0;
	}
	int result;
};

struct LogoutResult :public DataHeader {
	LogoutResult()
	{
		dataLength = sizeof(LogoutResult);
		cmd = CMD_LOGOUT_RESULT;
		result = 0;
	}
	int result;
};
struct Logout :public DataHeader {
	Logout()
	{
		dataLength = sizeof(Logout);
		cmd = CMD_LOGOUT;
	}
	char userName[32];
};

//创建一个全局动态数组，用来存入新加入的客户端
std::vector<SOCKET>g_clients;


//处理进程的函数
int processor(SOCKET _clientSock) {
	//第一次接受一个缓冲数据
	char szRecv[1024] = {};
	//5.接收客户端数据
	//第一次收了header的数据包，只剩下CMD的数据长度，指针移动到数据包包体位置
	int nLen = recv(_clientSock, szRecv, sizeof(DataHeader), 0);
	DataHeader* header = (DataHeader*)szRecv;

	if (nLen <= 0)
	{
		printf("客户端已经退出，任务结束。");
		return -1;
	}
	printf("收到命令：%d ，数据长度：%d\n", header->cmd, header->dataLength);
	//6.处理请求
	if (nLen >= sizeof(DataHeader))
		switch (header->cmd)
		{
		case CMD_LOGIN:
		{

			//取剩余的长度
			//  收数据包的sock       数据包读取起点               数据包读取长度
			recv(_clientSock, szRecv + sizeof(DataHeader), header->dataLength - sizeof(DataHeader), 0);
			Login* login = (Login*)szRecv;
			//判断用户名和密码是否正确
			std::cout << login->userName << "  " << login->PassWord << std::endl;
			char name[32] = "李逵";
			char pw[32] = "110";
			if (0 == (strcmp(name, login->userName) | strcmp(pw, login->PassWord)))
			{
				//这个数据包的长度为32+32+2+2=68
				printf("输入正确！,name is %s , password is %s ，数据长度：%d \n", login->userName, login->PassWord, login->dataLength);
				//short 的长度为2
				std::cout << "sizeof cmd " << sizeof(login->cmd) << "  " << "sizeof datalength" << sizeof(login->dataLength) << std::endl;
			}

			else
				printf("重新输入密码\n");
			LoginResult result;

			//7.发送请求
			//一定要先发送消息头，然后在发送消息体，这样才是一个完整的报文
			//传过来的header带有cmd，根据cmd选择参数命令。所以直接返回接收的header就行
			send(_clientSock, (char*)&result, sizeof(LoginResult), 0);
		}
		break;

		case CMD_LOGOUT:
		{

			recv(_clientSock, szRecv + sizeof(DataHeader), header->dataLength - sizeof(DataHeader), 0);
			Logout* logout = (Logout*)szRecv;
			printf("登出！,name is %s ,数据长度：%d \n", logout->userName, logout->dataLength);

			LogoutResult result;
			send(_clientSock, (char*)&result, sizeof(LogoutResult), 0);
		}
		break;
		//定义默认的错误信息
		default:
		{
			DataHeader header = { 0,CMD_ERROR };
			send(_clientSock, (char*)&header, sizeof(DataHeader), 0);
		}
		break;
		}
}

int main()
{

	//版本号
	WORD ver = MAKEWORD(2, 2);
	//数据指针
	WSADATA dat;
	//windows下socket的启动函数,启动socket环境
	WSAStartup(ver, &dat);

	//开始编写网络环境
	//1.建立一个socket。套接字inet6为最新，数据类型：数据流，网络类型tcp，udp
	//定义返回类型，用来储存socket数据（uint型）
	SOCKET _sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

	//2 bind 绑定用于接受客户端连接的网络端口
	//sock地址的结构体
	sockaddr_in _sin = {};
	//网络类型
	_sin.sin_family = AF_INET;
	//端口号htons(host to net unsigned short)主机到网络的字节序的转换.用来寻找服务程序
	_sin.sin_port = htons(4567);
	//定义IP地址，主机不只一个IP地址。cmd中ipconfig可以查看。
	//如果纯内网127就可以。还可以屏蔽外网的访问。
	//S_un是一个联合体。
	//INADDR_ANY不限定网路地址。
	//_sin.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
	_sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;
	//sock名，地址，地址长度。强制转换地址类型sockaddr结构体里的数据类型不利于我们直接填写，
	//addr_in的结构体与普通addr结构体相同，而且有常见的数据类型方便填写。
	if (SOCKET_ERROR == bind(_sock, (sockaddr*)&_sin, sizeof(_sin)))//判断是否绑定成功
	{
		//如果端口号被别的程序占用，就是绑定失败
		printf("ERROR,绑定用于接受客户端连接的网络端口失败\n");
	}
	else
	{
		printf("绑定网络端口成功\n");
	}

	//3.listen监听网络端口
	//最大等待5人来连接
	if (SOCKET_ERROR == listen(_sock, 5))
	{
		printf("ERROR,监听失败\n");
	}
	else
	{
		printf("监听成功\n");
	}

	

	//接收缓冲区
	char _recvBuf[128] = {};
	while (true)
	{
		//创建集合
		fd_set fdRead;
		fd_set fdWrite;
		fd_set fdExp;
		//清空集合
		FD_ZERO(&fdRead);
		FD_ZERO(&fdWrite);
		FD_ZERO(&fdExp);

		//定义一个可操作socket集合的宏
		FD_SET(_sock, &fdRead);
		FD_SET(_sock, &fdWrite);
		FD_SET(_sock, &fdExp);

		//与int固定四个字节不同有所不同,size_t的取值range是目标平台下最大可能的数组尺寸,一些平台下size_t的范围小于int的正数范围,又或者大于unsigned int.
		//使用Int既有可能浪费，又有可能范围不够大。
		
		//把新客户放到可读集合里查询一下
		//for (size_t n = 0; n < g_clients.size(); n++)
		for(int n=(int)g_clients.size()-1;n>=0;n--)
		{
			FD_SET(g_clients[n], &fdRead);
		}

		//nfds是一个整数值，是指fd_set集合中所有的描述符的范围。而不是数量。即所有文件描述符最大值+1
		//windows中有count，自动处理，所以没有意义，填0即可，linux中没有count所以需要手动数据描述符范围+1
		int ret=select(_sock + 1, &fdRead, &fdWrite, &fdExp, NULL);
		//返回值小于0，即证明出错误，直接跳出
		if (ret < 0)
		{
			printf("客户端已退出，任务结束.\n");
			break;
		}
		//判断socket是否在集合中，因为select每次查询完后，就会清空正在执行的socket
		if (FD_ISSET(_sock, &fdRead))
		{
			//先清理下标志位
			FD_CLR(_sock, &fdRead);

			//4 accept 等待客户端连接
			sockaddr_in clientAddr = {};
			//定义client返回的socket数据的长度
			int nAddrlen = sizeof(sockaddr_in);
			//定义一个无效的sock地址用来进行判断是否接收到客服端
			SOCKET _clientSock = INVALID_ATOM;

			//如果固定长读就在在循环外计算出发送数据的长度，节省计算时间
			//int bufSize = sizeof(msgBuf);
			//循环重复执行

			//新用户加入
			//返回一个客户端的socket网络地址
			_clientSock = accept(_sock, (sockaddr*)&clientAddr, &nAddrlen);
			//判断
			if (INVALID_SOCKET == _clientSock)
			{
				printf("错误，接收到无效客户端SOCKET\n");
			}
			else {
				g_clients.push_back(_clientSock);
				//inet_ntoa 把客户端转换成可读的ip地址
				//inet_ntoa 过时了，需要定义一个宏define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS

				// add the port name & IP name 
				printf("新客户端加入：IP=%s, socket= %d \n", inet_ntoa(clientAddr.sin_addr),ntohs(clientAddr.sin_port));
			}
			
		}
		for(size_t n=0;n<fdRead.fd_count;n++)
		{
			if (-1 == processor(fdRead.fd_array[n]))
			{
				auto iter = std::find(g_clients.begin(), g_clients.end(), fdRead.fd_array[0]);
				//如果只有一个socket，那iter一定会等于最后一个，所以iter！=socket的end值
				if (iter != g_clients.end())
				{
					g_clients.erase(iter);
				}
			}
		}
		
		
	}
	//关闭全部socket
	for (size_t n = g_clients.size() - 1; n >= 0; n--)
	{
		closesocket(g_clients[n]);
	}

		//8. 关闭自身的套节字
		closesocket(_sock);
		//结束编写网路环境

		//结束socket
		WSACleanup();
		printf("任务结束。");
		getchar();
		return 0;
}

客户端不用修改

运行时出现的问题：
问题的原因应该是堆栈越界，
1.调试，点击警告
2.错误在size_t

3.点size_t,按f12跳转到size_t
发现在size_t中 ，不论在64位还是32位中，都是无符号类型。无符号类型不能进行“- -”操作，因为无符号类型只能表示正数。所以把size_t换成int即可。

//在vc中编译器可以自动把size_t自动转换成int，但是在其他编译器中会出错，所以还是手动强转。
for(int n=(int)g_clients.size()-1;n>=0;n--)
		{
    
    
			FD_SET(g_clients[n], &fdRead);
		}

二.查看线程集合

1.调试server端，发现可读集合里有一个280的socket

2.当你不启动客户端的时候，发现程序server会阻塞在select语句中

启动client后，sever会检查到可读的socket就会运行下去

而FD_CLR()也只是清理了计数器而没有清理socket

所以如果只是应答型的网络服务，select（）模型就可以。单是如果需要服务器主动的推送一些参数那么，select（）函数中最后一个参数就起到了作用。