weidagang2046的專(zhuān)欄

對(duì)于許多初學(xué)者來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)通信程序的開(kāi)發(fā)，普遍的一個(gè)現(xiàn)象就是覺(jué)得難以入手。許多概念，諸如：同步(Sync)/異步(Async)，阻塞(Block)/非阻塞(Unblock)等，初學(xué)者往往迷惑不清，只知其所以而不知起所以然。

　　同步方式指的是發(fā)送方不等接收方響應(yīng)，便接著發(fā)下個(gè)數(shù)據(jù)包的通信方式；而異步指發(fā)送方發(fā)出數(shù)據(jù)后，等收到接收方發(fā)回的響應(yīng)，才發(fā)下一個(gè)數(shù)據(jù)包的通信方式。

　　阻塞套接字是指執(zhí)行此套接字的網(wǎng)絡(luò)調(diào)用時(shí)，直到成功才返回，否則一直阻塞在此網(wǎng)絡(luò)調(diào)用上，比如調(diào)用recv()函數(shù)讀取網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，如果沒(méi)有數(shù)據(jù)到達(dá)，將一直掛在recv()這個(gè)函數(shù)調(diào)用上，直到讀到一些數(shù)據(jù)，此函數(shù)調(diào)用才返回；而非阻塞套接字是指執(zhí)行此套接字的網(wǎng)絡(luò)調(diào)用時(shí)，不管是否執(zhí)行成功，都立即返回。比如調(diào)用recv()函數(shù)讀取網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)，不管是否讀到數(shù)據(jù)都立即返回，而不會(huì)一直掛在此函數(shù)調(diào)用上。在實(shí)際Windows網(wǎng)絡(luò)通信軟件開(kāi)發(fā)中，異步非阻塞套接字是用的最多的。平常所說(shuō)的C/S（客戶(hù)端/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)的軟件就是異步非阻塞模式的。

　　對(duì)于這些概念，初學(xué)者的理解也許只能似是而非，我將用一個(gè)最簡(jiǎn)單的例子說(shuō)明異步非阻塞Socket的基本原理和工作機(jī)制。目的是讓初學(xué)者不僅對(duì)Socket異步非阻塞的概念有個(gè)非常透徹的理解，而且也給他們提供一個(gè)用Socket開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用程序的快速入門(mén)方法。操作系統(tǒng)是Windows 98（或NT4.0），開(kāi)發(fā)工具是Visual C++6.0。

　　MFC提供了一個(gè)異步類(lèi)CAsyncSocket，它封裝了異步、非阻塞Socket的基本功能，用它做常用的網(wǎng)絡(luò)通信軟件很方便。但它屏蔽了Socket的異步、非阻塞等概念，開(kāi)發(fā)人員無(wú)需了解異步、非阻塞Socket的原理和工作機(jī)制。因此，建議初學(xué)者學(xué)習(xí)編網(wǎng)絡(luò)通信程序時(shí)，暫且不要用MFC提供的類(lèi)，而先用Winsock2 API，這樣有助于對(duì)異步、非阻塞Socket編程機(jī)制的理解。

　　為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，服務(wù)器端和客戶(hù)端的應(yīng)用程序均是基于MFC的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)話框，網(wǎng)絡(luò)通信部分基于Winsock2 API實(shí)現(xiàn)。

　　先做服務(wù)器端應(yīng)用程序。

　　用MFC向?qū)ё鲆粋€(gè)基于對(duì)話框的應(yīng)用程序SocketSever，注意第三步中不要選上Windwos Sockets選項(xiàng)。在做好工程后，創(chuàng)建一個(gè)SeverSock，將它設(shè)置為異步非阻塞模式，并為它注冊(cè)各種網(wǎng)絡(luò)異步事件，然后與自定義的網(wǎng)絡(luò)異步事件聯(lián)系上，最后還要將它設(shè)置為監(jiān)聽(tīng)模式。在自定義的網(wǎng)絡(luò)異步事件的回調(diào)函數(shù)中，你可以得到各種網(wǎng)絡(luò)異步事件，根據(jù)它們的類(lèi)型，做不同的處理。下面將詳細(xì)介紹如何編寫(xiě)相關(guān)代碼。

　　在SocketSeverDlg.h文件的類(lèi)定義之前增加如下定義： #define NETWORK_EVENT WM_USER+166 file://定義網(wǎng)絡(luò)事件

SOCKET ServerSock; file://服務(wù)器端Socket

　　在類(lèi)定義中增加如下定義：

class CSocketSeverDlg : CDialog { 　public: 　　SOCKET ClientSock[CLNT_MAX_NUM]; file://存儲(chǔ)與客戶(hù)端通信的Socket的數(shù)組 　　/*各種網(wǎng)絡(luò)異步事件的處理函數(shù)*/ 　　void OnClose(SOCKET CurSock); file://對(duì)端Socket斷開(kāi) 　　void OnSend(SOCKET CurSock); file://發(fā)送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包 　　void OnReceive(SOCKET CurSock); file://網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包到達(dá) 　　void OnAccept(SOCKET CurSock); file://客戶(hù)端連接請(qǐng)求 　　BOOL InitNetwork(); file://初始化網(wǎng)絡(luò)函數(shù) 　　void OnNetEvent(WPARAM wParam, LPARAM lParam); file://異步事件回調(diào)函數(shù) 　　… };

　　在SocketSeverDlg.cpp文件中增加消息映射，其中OnNetEvent是異步事件回調(diào)函數(shù)名：

ON_MESSAGE(NETWORK_EVENT,OnNetEvent)

　　定義初始化網(wǎng)絡(luò)函數(shù)，在SocketSeverDlg.cpp文件的OnInitDialog（）中調(diào)此函數(shù)即可。

BOOL CSocketSeverDlg::InitNetwork() { 　WSADATA wsaData; 　//初始化TCP協(xié)議 　BOOL ret = WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData); 　if(ret != 0) 　{ 　　MessageBox("初始化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議失敗!"); 　　return FALSE; 　} 　//創(chuàng)建服務(wù)器端套接字 　ServerSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); 　if(ServerSock == INVALID_SOCKET) 　{ 　　MessageBox("創(chuàng)建套接字失敗!"); 　　closesocket(ServerSock); 　　WSACleanup(); 　　return FALSE; 　} 　//綁定到本地一個(gè)端口上 　sockaddr_in localaddr; 　localaddr.sin_family = AF_INET; 　localaddr.sin_port = htons(8888); //端口號(hào)不要與其他應(yīng)用程序沖突 　localaddr.sin_addr.s_addr = 0; 　if(bind(ServerSock ,(struct sockaddr*)&localaddr,sizeof(sockaddr))= = SOCKET_ERROR) 　{ 　　MessageBox("綁定地址失敗!"); 　　closesocket(ServerSock); 　　WSACleanup(); 　　return FALSE; 　} 　//將SeverSock設(shè)置為異步非阻塞模式，并為它注冊(cè)各種網(wǎng)絡(luò)異步事件，其中m_hWnd 　//為應(yīng)用程序的主對(duì)話框或主窗口的句柄 　if(WSAAsyncSelect(ServerSock, m_hWnd, NETWORK_EVENT, FD_ACCEPT | FD_CLOSE | FD_READ | FD_WRITE) == SOCKET_ERROR) 　{ 　　MessageBox("注冊(cè)網(wǎng)絡(luò)異步事件失敗!"); 　　WSACleanup(); 　　return FALSE; 　} 　listen(ServerSock, 5); file://設(shè)置偵聽(tīng)模式 　return TRUE; }

　　下面定義網(wǎng)絡(luò)異步事件的回調(diào)函數(shù)

void CSocketSeverDlg::OnNetEvent(WPARAM wParam, LPARAM lParam) { 　//調(diào)用Winsock API函數(shù)，得到網(wǎng)絡(luò)事件類(lèi)型 　int iEvent = WSAGETSELECTEVENT(lParam); 　//調(diào)用Winsock API函數(shù)，得到發(fā)生此事件的客戶(hù)端套接字 　SOCKET CurSock= (SOCKET)wParam; 　switch(iEvent) 　{ 　　case FD_ACCEPT: //客戶(hù)端連接請(qǐng)求事件 　　　OnAccept(CurSock); 　　　break; 　　case FD_CLOSE: //客戶(hù)端斷開(kāi)事件: 　　　OnClose(CurSock); 　　　break; 　　case FD_READ: //網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包到達(dá)事件 　　　OnReceive(CurSock); 　　　break; 　　case FD_WRITE: //發(fā)送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)事件 　　　OnSend(CurSock); 　　　break; 　　default: break; 　} }

　　以下是發(fā)生在相應(yīng)Socket上的各種網(wǎng)絡(luò)異步事件的處理函數(shù)，其中OnAccept傳進(jìn)來(lái)的參數(shù)是服務(wù)器端創(chuàng)建的套接字，OnClose()、OnReceive()和OnSend()傳進(jìn)來(lái)的參數(shù)均是服務(wù)器端在接受客戶(hù)端連接時(shí)新創(chuàng)建的用與此客戶(hù)端通信的Socket。

void CSocketSeverDlg::OnAccept(SOCKET CurSock) { 　//接受連接請(qǐng)求，并保存與發(fā)起連接請(qǐng)求的客戶(hù)端進(jìn)行通信Socket 　//為新的socket注冊(cè)異步事件，注意沒(méi)有Accept事件 } void CSocketSeverDlg::OnClose(SOCET CurSock) { 　//結(jié)束與相應(yīng)的客戶(hù)端的通信，釋放相應(yīng)資源 } void CSocketSeverDlg::OnSend(SOCET CurSock) { 　//在給客戶(hù)端發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)做相關(guān)預(yù)處理 } void CSocketSeverDlg::OnReceive(SOCET CurSock) { 　//讀出網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)包 }

　　用同樣的方法建立一個(gè)客戶(hù)端應(yīng)用程序。初始化網(wǎng)絡(luò)部分，不需要將套接字設(shè)置為監(jiān)聽(tīng)模式。注冊(cè)異步事件時(shí)，沒(méi)有FD_ACCEPT，但增加了FD_CONNECT事件，因此沒(méi)有OnAccept()函數(shù)，但增加了OnConnect()函數(shù)。向服務(wù)器發(fā)出連接請(qǐng)求時(shí)，使用connect()函數(shù)，連接成功后，會(huì)響應(yīng)到OnConnect()函數(shù)中。下面是OnConnect()函數(shù)的定義，傳進(jìn)來(lái)的參數(shù)是客戶(hù)端Socket和服務(wù)器端發(fā)回來(lái)的連接是否成功的標(biāo)志。

void CSocketClntDlg::OnConnect(SOCKET CurSock, int error) { 　if(0 = = error) 　{ 　　if(CurSock = = ClntSock) 　　　MessageBox("連接服務(wù)器成功!"); 　} }

　　·定義OnReceive()函數(shù)，處理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)到達(dá)事件;

　　·定義OnSend()函數(shù)，處理發(fā)送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)事件;

　　·定義OnClose()函數(shù)，處理服務(wù)器的關(guān)閉事件。

　　以上就是用基于Windows消息機(jī)制的異步I/O模型做服務(wù)器和客戶(hù)端應(yīng)用程序的基本方法。另外還可以用事件模型、重疊模型或完成端口模型，讀者可以參考有關(guān)書(shū)籍。

　　在實(shí)現(xiàn)了上面的例子后，你將對(duì)Winsock編網(wǎng)絡(luò)通信程序的機(jī)制有了一定的了解。接下來(lái)你可以進(jìn)行更精彩的編程, 不僅可以在網(wǎng)上傳輸普通數(shù)據(jù)，而且還以傳輸語(yǔ)音、視頻數(shù)據(jù)，你還可以自己做一個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源共享的服務(wù)器軟件，和你的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室的局域網(wǎng)里可以共同分享你的成果。

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