??? Socket有同步阻塞方式和異步非阻塞方式兩種使用,事實上同步和異步在我們編程的生涯中可能遇到了很多,而Socket也沒什么特別。雖然同步好用,不費勁,但不能滿足一些應(yīng)用場合,其效率也很低。
??? 也許初涉編程的人不能理解“同步(或阻塞)”和“異步(或非阻塞)”,其實簡單兩句話就能講清楚,同步和異步往往都是針對一個函數(shù)來說的,“同步”就是函數(shù)直到其要執(zhí)行的功能全部完成時才返回,而“異步”則是,函數(shù)僅僅做一些簡單的工作,然后馬上返回,而它所要實現(xiàn)的功能留給別的線程或者函數(shù)去完成。例如,SendMessage就是“同步”函數(shù),它不但發(fā)送消息到消息隊列,還需要等待消息被執(zhí)行完才返回;相反PostMessage就是個異步函數(shù),它只管發(fā)送一個消息,而不管這個消息是否被處理,就馬上返回。
一、Socket API
??? 首先應(yīng)該知道,有Socket1.1提供的原始API函數(shù),和Socket2.0提供的一組擴展函數(shù),兩套函數(shù)。這兩套函數(shù)有重復(fù),但是2.0提供的函數(shù)功能更強大,函數(shù)數(shù)量也更多。這兩套函數(shù)可以靈活混用,分別包含在頭文件Winsock.h,Winsock2.h,分別需要引入庫wsock32.lib、Ws2_32.lib。
1、默認(rèn)用作同步阻塞方式,那就是當(dāng)你從不調(diào)用WSAIoctl()和ioctlsocket()來改變Socket IO模式,也從不調(diào)用WSAAsyncSelect()和WSAEventSelect()來選擇需要處理的Socket事件。正是由于函數(shù)accept(),WSAAccept(),connect(),WSAConnect(),send(),WSASend(),recv(),WSARecv()等函數(shù)被用作阻塞方式,所以可能你需要放在專門的線程里,這樣以不影響主程序的運行和主窗口的刷新。
2、如果作為異步用,那么程序主要就是要處理事件。它有兩種處理事件的辦法:
??? 第一種,它常關(guān)聯(lián)一個窗口,也就是異步Socket的事件將作為消息發(fā)往該窗口,這是由WinSock擴展規(guī)范里的一個函數(shù)WSAAsyncSelect()來實現(xiàn)和窗口關(guān)聯(lián)。最終你只需要處理窗口消息,來收發(fā)數(shù)據(jù)。
??第二種,用到了擴展規(guī)范里另一個關(guān)于事件的函數(shù)WSAEventSelect(),它是用事件對象的方式來處理Socket事件,也就是,你必須首先用WSACreateEvent()來創(chuàng)建一個事件對象,然后調(diào)用WSAEventSelect()來使得Socket的事件和這個事件對象關(guān)聯(lián)。最終你將要在一個線程里用WSAWaitForMultipleEvents()來等待這個事件對象被觸發(fā)。這個過程也稍顯復(fù)雜。
二、CAsyncSocket
??? 看類名就知道,它是一個異步非阻塞Socket封裝類,CAsyncSocket::Create()有一個參數(shù)指明了你想要處理哪些Socket事件,你關(guān)心的事件被指定以后,這個Socket默認(rèn)就被用作了異步方式。那么CAsyncSocket內(nèi)部到底是如何將事件交給你的呢?
??? CAsyncSocket的Create()函數(shù),除了創(chuàng)建了一個SOCKET以外,還創(chuàng)建了個CSocketWnd窗口對象,并使用WSAAsyncSelect()將這個SOCKET與該窗口對象關(guān)聯(lián),以讓該窗口對象處理來自Socket的事件(消息),然而CSocketWnd收到Socket事件之后,只是簡單地回調(diào)CAsyncSocket::OnReceive(),CAsyncSocket::OnSend(),CAsyncSocket::OnAccept(),CAsyncSocket::OnConnect()等虛函數(shù)。所以CAsyncSocket的派生類,只需要在這些虛函數(shù)里添加發(fā)送和接收的代碼。
??
??簡化后,大致的代碼為:
??bool CAsyncSocket::Create( long lEvent ) file://參數(shù)lEvent是指定你所關(guān)心的Socket事件
??{
???m_hSocket = socket( PF_INET, SOCK_STREAM, 0 ); file://創(chuàng)建Socket本身
???CSocketWnd* pSockWnd = new CSocketWnd; file://創(chuàng)建響應(yīng)事件的窗口,實際的這個窗口在AfxSockInit()調(diào)用時就被創(chuàng)建了。
???pSockWnd->Create(...);
???WSAAsyncSelect( m_hSocket, pSockWnd->m_hWnd, WM_SOCKET_NOTIFY, lEvent ); file://Socket事件和窗口關(guān)聯(lián)
??}
??
??static void PASCAL CAsyncSocket::DoCallBack(WPARAM wParam, LPARAM lParam)
??{
???CAsyncSocket Socket;
???Socket.Attach( (SOCKET)wParam ); file://wParam就是觸發(fā)這個事件的Socket的句柄
???int nErrorCode = WSAGETSELECTERROR(lParam); file://lParam是錯誤碼與事件碼的合成
???switch (WSAGETSELECTEVENT(lParam))
???{
???case FD_READ:
????pSocket->OnReceive(nErrorCode);
????break;
???case FD_WRITE:
????pSocket->OnSend(nErrorCode);
????break;
???case FD_OOB:
????pSocket->OnOutOfBandData(nErrorCode);
????break;
???case FD_ACCEPT:
????pSocket->OnAccept(nErrorCode);
????break;
???case FD_CONNECT:
????pSocket->OnConnect(nErrorCode);
????break;
???case FD_CLOSE:
????pSocket->OnClose(nErrorCode);
????break;
???}
??}
??CSocketWnd類大致為:
??BEGIN_MESSAGE_MAP(CSocketWnd, CWnd)
???ON_MESSAGE(WM_SOCKET_NOTIFY, OnSocketNotify)
??END_MESSAGE_MAP()
??LRESULT CSocketWnd::OnSocketNotify(WPARAM wParam, LPARAM lParam)
??{
???CAsyncSocket::DoCallBack( wParam, lParam ); file://收到Socket事件消息,回調(diào)CAsyncSocket的DoCallBack()函數(shù)
???return 0L;
??}
??然而,最不容易被初學(xué)Socket編程的人理解的,也是本文最要提醒的一點是,客戶方在使用CAsyncSocket::Connect()時,往往返回一個WSAEWOULDBLOCK的錯誤(其它的某些函數(shù)調(diào)用也如此),實際上這不應(yīng)該算作一個錯誤,它是Socket提醒我們,由于你使用了非阻塞Socket方式,所以(連接)操作需要時間,不能瞬間建立。既然如此,我們可以等待呀,等它連接成功為止,于是許多程序員就在調(diào)用Connect()之后,Sleep(0),然后不停地用WSAGetLastError()或者CAsyncSocket::GetLastError()查看Socket返回的錯誤,直到返回成功為止。這是一種錯誤的做法,斷言,你不能達到預(yù)期目的。事實上,我們可以在Connect()調(diào)用之后等待CAsyncSocket::OnConnect()事件被觸發(fā),CAsyncSocket::OnConnect()是要表明Socket要么連接成功了,要么連接徹底失敗了。至此,我們在CAsyncSocket::OnConnect()被調(diào)用之后就知道是否Socket連接成功了,還是失敗了。
??類似的,Send()如果返回WSAEWOULDBLOCK錯誤,我們在OnSend()處等待,Receive()如果返回WSAEWOULDBLOCK錯誤,我們在OnReceive()處等待,以此類推。
??還有一點,也許是個難點,那就是在客戶方調(diào)用Connect()連接服務(wù)方,那么服務(wù)方如何Accept(),以建立連接的問題。簡單的做法就是在監(jiān)聽的Socket收到OnAccept()時,用一個新的CAsyncSocket對象去建立連接,例如:
?void CMySocket::OnAccept( int ErrCode )
?{
?????? CMySocket* pSocket = new CMySocket;
?????? Accept( *pSocket );
?}
??? 于是,上面的pSocket和客戶方建立了連接,以后的通信就是這個pSocket對象去和客戶方進行,而監(jiān)聽的Socket仍然繼續(xù)在監(jiān)聽,一旦又有一個客戶方要連接服務(wù)方,則上面的OnAccept()又會被調(diào)用一次。當(dāng)然pSocket是和客戶方通信的服務(wù)方,它不會觸發(fā)OnAccept()事件,因為它不是監(jiān)聽Socket。
三、CSocket
?? CSocket是MFC在CAsyncSocket基礎(chǔ)上派生的一個同步阻塞Socket的封裝類。它是如何又把CAsyncSocket變成同步的,而且還能響應(yīng)同樣的Socket事件呢?
??其實很簡單,CSocket在Connect()返回WSAEWOULDBLOCK錯誤時,不是在OnConnect(),OnReceive()這些事件終端函數(shù)里去等待。你先必須明白Socket事件是如何到達這些事件函數(shù)里的。這些事件處理函數(shù)是靠CSocketWnd窗口對象回調(diào)的,而窗口對象收到來自Socket的事件,又是靠線程消息隊列分發(fā)過來的。總之,Socket事件首先是作為一個消息發(fā)給CSocketWnd窗口對象,這個消息肯定需要經(jīng)過線程消息隊列的分發(fā),最終CSocketWnd窗口對象收到這些消息就調(diào)用相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)(OnConnect()等)。
?? 所以,CSocket在調(diào)用Connect()之后,如果返回一個WSAEWOULDBLOCK錯誤時,它馬上進入一個消息循環(huán),就是從當(dāng)前線程的消息隊列里取關(guān)心的消息,如果取到了WM_PAINT消息,則刷新窗口,如果取到的是Socket發(fā)來的消息,則根據(jù)Socket是否有操作錯誤碼,調(diào)用相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)(OnConnect()等)。
??大致的簡化代碼為:
??BOOL CSocket::Connect( ... )
??{
???if( !CAsyncSocket::Connect( ... ) )
???{
????if( WSAGetLastError() == WSAEWOULDBLOCK ) file://由于異步操作需要時間,不能立即完成,所以Socket返回這個錯誤
????{
?????file://進入消息循環(huán),以從線程消息隊列里查看FD_CONNECT消息,直到收到FD_CONNECT消息,認(rèn)為連接成功。
?????while( PumpMessages( FD_CONNECT ) );
????}
???}
??}
??BOOL CSocket::PumpMessages( UINT uEvent )
??{
????? CWinThread* pThread = AfxGetThread();
????? while( bBlocking ) file://bBlocking僅僅是一個標(biāo)志,看用戶是否取消對Connect()的調(diào)用
????? {
????????? MSG msg;
????????? if( PeekMessage( &msg, WM_SOCKET_NOTIFY ) )
????????? {
???????????? if( msg.message == WM_SOCKET_NOTIFY && WSAGETSELECTEVENT(msg.lParam) == uStopFlag )
???????????? {
???????????????? CAsyncSocket::DoCallBack( msg.wParam, msg.lParam );
???????????????? return TRUE;
???????????? }?????
???????? }
???????? else
??????? {
???????????? OnMessagePending(); file://處理消息隊列里的其它消息
???????????? pThread->OnIdle(-1);
????????}
???? }
??}
??BOOL CSocket::OnMessagePending()
??{
????? MSG msg;
?????? if( PeekMessage( &msg, NULL, WM_PAINT, WM_PAINT, PM_REMOVE ) )
?????? { file://這里僅關(guān)心WM_PAINT消息,以處理阻塞期間的主窗口重畫
??????? ?? ::DispatchMessage( &msg );
??????? ?? return FALSE;
?????? }
?????? return FALSE;
??}
?? 其它的CSocket函數(shù),諸如Send(),Receive(),Accept()都在收到WSAEWOULDBLOCK錯誤時,進入PumpMessages()消息循環(huán),這樣一個原本異步的CAsyncSocket,到了派生類CSocket,就變成同步的了。
??明白之后,我們可以對CSocket應(yīng)用自如了。比如有些程序員將CSocket的操作放入一個線程,以實現(xiàn)多線程的異步Socket(通常,同步+多線程 相似于?異步 )。
四、CSocketFile
??另外,進行Socket編程,不能不提到CSocketFile類,其實它并不是用來在Socket雙方發(fā)送文件的,而是將需要序列化的數(shù)據(jù),比如一些結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù),傳給對方,這樣,程序的CDocument()的序列化函數(shù)就完全可以和CSocketFile聯(lián)系起來。例如你有一個CMyDocument實現(xiàn)了Serialize(),你可以這樣來將你的文檔數(shù)據(jù)傳給Socket的另一方:
?CSocketFile file( pSocket );
?CArchive ar( &file, CArchive::store );
?pDocument->Serialize( ar );
?ar.Close();
??同樣,接收一方可以只改變上面的代碼為CArchive ar( &file, CArchive::load );即可。
?? 注意到,CSocketFile類雖然從CFile派生,但它屏蔽掉了CFile::Open()等函數(shù),而函數(shù)里僅扔出一個例外。那么也就是說,你不能調(diào)用CSocketFile的Open函數(shù)來打開一個實實在在的文件,否則會導(dǎo)致例外,如果你需要利用CSocketFile來傳送文件,你必須提供CSocketFile類的這些函數(shù)的實現(xiàn)。
??再一點,CArchive不支持在datagram的Socket連接上序列化數(shù)據(jù)。
from: http://www.zahui.com/html/1/2196.htm