简述
这里使用的API和同步编程的API是差不多的，只多了一个ioctlsocket和select函数。这里面涉及一个很重要的结构体fd_set。这里用到的API大部分都是windows和linux通用的。
1. ioctlsocket控制socket的IO模型
int ioctlsocket(
_In_ SOCKET s,
_In_ long cmd,
_Inout_ u_long *argp
);s:需要设置的socket
cmd:想要对socket执行的命令，异步编程需要FIONBIO命令
argp:执行命令的参数，FIONBIO的参数如果为0表示阻塞模式，非0表示非阻塞模式
2. select获取一个或多个套接字的状态(可读可写或其他状态)
int select(
_In_ int nfds,
_Inout_ fd_set *readfds,
_Inout_ fd_set *writefds,
_Inout_ fd_set *exceptfds,
_In_ const struct timeval *timeout
);nfds:无用
readfds:一个fd_set，表示哪些套接字需要判断是否”可读”状态，其中”可读”状态可以是accept，recv或者套接字已经关闭，重置，中断。
writefds:一个fd_set，表示哪些套接字需要判断是否”可写”状态，其中”可写”状态可以是connect成功，send。一般来说send是会立刻返回的，但是当send缓存区被装满了，数据无法放入时就会导致send函数阻塞，异步模式下可以用select判断缓存区是否有空间。
exceptfds:一个fd_set，表示哪些套接字需要判断是否”异常”状态，其中”异常”状态一般是connect失败。
timeout:等待的超时时间，select会等待timeout毫秒，NULL表示无限等待
成功返回所有fd_set响应的套接字数目，错误发生返回SOCKET_ERROR，超时返回0.
3. fd_set就是一个简单的结构体，内部有一个socket数组和一个数组成员个数。
typedef struct fd_set {
u_int fd_count; /* how many are SET? */
SOCKET fd_array[FD_SETSIZE]; /* an array of SOCKETs */
} fd_set;可以使用如下宏操作fd_set
FD_CLR(fd, set):从fd_set中删除指定的socket
FD_SET(fd, set):从fd_set中添加指定的socket
FD_ZERO(set):清空fd_set
FD_ISSET(fd, set):判断指定socket是否在fd_set中
异步通信示例
下面是异步通信服务端的代码，用于回发客户端发过来的消息，单线程中处理多个客户端的通信。
#include <winsock2.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")#define IP "127.0.0.1"
#define DEFAULT_PORT 12345#define Print_ErrCode(e) fprintf(stderr,"\n[Server]%s 执行失败: %d\n",e,WSAGetLastError())
#define DEFAULT_BACKLOG 5
#define MAX_IO_PEND 10
int curr_size = 0; //当前的句柄数
#define OP_READ 0x10
#define OP_WRITE 0x20//定义结构体用于储存通信信息
typedef struct _socklist
{
SOCKET sock;
DWORD Op;
char name[100];
char Buffer[128];
int bufLen;
} Socklist;int main(int argc, char **argv)
{
int nStartup = 0;
struct sockaddr_in clientService;
WSADATA wsaData;
SOCKET sockListen = INVALID_SOCKET;
int nRet = 0;
//保存所有的客户端、服务端的SOCKET信息
if (0 != (nStartup = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData)))
{
WSASetLastError(nStartup); //WSAStartup不会自动设置错误代码
Print_ErrCode("WSAStartup()");
return 1;
}
clientService.sin_family = AF_INET;
clientService.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP);
clientService.sin_port = htons(DEFAULT_PORT); if (INVALID_SOCKET ==
(sockListen = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP))
)
{
Print_ErrCode("socket()");
return 1;
}
u_long type = 1;
ioctlsocket(sockListen, FIONBIO, &type); if (SOCKET_ERROR == bind(sockListen,
(SOCKADDR *)&clientService,
sizeof(clientService)
))
{
Print_ErrCode("bind()");
closesocket(sockListen);
return 1;
} if (SOCKET_ERROR == listen(sockListen, DEFAULT_BACKLOG))
{
Print_ErrCode("listen()");
closesocket(sockListen);
}
printf("[Server]监听 %s:%d\n", IP, DEFAULT_PORT); //存放所有的socket，包括用于accept的socket。
Socklist sockList[10];
//将监听socket设为socklist第一个元素
sockList[0].sock = sockListen;
curr_size = 1; // 一个大循环，不断的接收客户端请求
while(true)
{
//循环判断是否有请求需要处理
fd_set fdRead, fdWrite;
while (true)
{
FD_ZERO(&fdRead);
FD_ZERO(&fdWrite);
FD_SET(sockList[0].sock, &fdRead);
for (int i = 1; i < curr_size; i++)
{
//对需要send的客户端连接select
if (sockList[i].Op == OP_WRITE)
{
FD_SET(sockList[i].sock, &fdWrite);
}
//对所有的客户端连接select
FD_SET(sockList[i].sock, &fdRead);
}
//这个操作会被阻塞
nRet = select(0, &fdRead, &fdWrite, NULL, NULL);
if (FD_ISSET(sockList[0].sock, &fdRead))
{
//第0个socket可用了，这时accept一定会立刻返回成功或失败 这里需要处理最大连接数
SOCKET sockNewClient = accept(sockListen,NULL,NULL);
sockList[curr_size].sock = sockNewClient;
sockList[curr_size++].Op = OP_READ;
break;
}
//其他socket可用了，判断哪些能读，哪些能写
if (fdRead.fd_count > 0)
{
for (int i = 1; i < curr_size; i++)
{
if (FD_ISSET(sockList[i].sock, &fdRead))
{
//开始recv
nRet = recv(sockList[i].sock, sockList[i].Buffer, 127, 0);
if (nRet == SOCKET_ERROR)
{
closesocket(sockList[i].sock);
//移除sockList
for (int j = i; j < curr_size-1; j++)
{
sockList[i].sock = sockList[i + 1].sock;
}
curr_size--;
}
else
{
sockList[i].Buffer[nRet] = '\0';
sockList[i].bufLen = nRet;
sockList[i].Op = OP_WRITE;
printf("[Server]接收到:%s\n", sockList[i].Buffer);
}
}
}
}
if (fdWrite.fd_count > 0)
{
for (int i = 1; i < curr_size; i++)
{
if (FD_ISSET(sockList[i].sock, &fdWrite))
{
if (sockList[i].Op == OP_WRITE)
{
//开始send
nRet = send(sockList[i].sock, sockList[i].Buffer, sockList[i].bufLen, 0);
//事实上，这里可能会有nRet小于bufLen的情况
if (nRet == SOCKET_ERROR)
{
closesocket(sockList[i].sock);
//移除sockList
for (int j = i; j < curr_size - 1; j++)
{
sockList[i].sock = sockList[i + 1].sock;
}
curr_size--;
}
else
{
sockList[i].Op = OP_READ;
printf("[Server]已发送:%d\n", nRet);
}
}
}
}
}
}
}
}
