SocketAPI,CAsyncSocket,CSocket内幕及其用法(转)

Socket有同步阻塞方式和异步非阻塞方式两种使用,事实上同步和异步在我们编程的生涯中可能遇到了很多,而Socket也没什么特别。虽然同步好用,不费劲,但不能满足一些应用场合,其效率也很低。
也许初涉编程的人不能理解“同步(或阻塞)”和“异步(或非阻塞)”,其实简单两句话就能讲清楚,同步和异步往往都是针对一个函数来说的,“同步”就是函数直到其要执行的功能全部完成时才返回,而“异步”则是,函数仅仅做一些简单的工作,然后马上返回,而它所要实现的功能留给别的线程或者函数去完成。例如,SendMessage就是“同步”函数,它不但发送消息到消息队列,还需要等待消息被执行完才返回;相反PostMessage就是个异步函数,它只管发送一个消息,而不管这个消息是否被处理,就马上返回。
一、Socket API
首先应该知道,有Socket1.1提供的原始API函数,和Socket2.0提供的一组扩展函数,两套函数。这两套函数有重复,但是2.0提供的函数功能更强大,函数数量也更多。这两套函数可以灵活混用,分别包含在头文件Winsock.h,Winsock2.h,分别需要引入库 wsock32.lib、Ws2_32.lib。
1、默认用作同步阻塞方式,那就是当你从不调用WSAIoctl()和ioctlsocket()来改变Socket IO模式,也从不调用WSAAsyncSelect()和WSAEventSelect()来选择需要处理的Socket事件。正是由于函数accept (),WSAAccept(),connect(),WSAConnect(),send(),WSASend(),recv(),WSARecv()等函数被用作阻塞方式,所以可能你需要放在专门的线程里,这样以不影响主程序的运行和主窗口的刷新。
2、如果作为异步用,那么程序主要就是要处理事件。它有两种处理事件的办法:
第一种,它常关联一个窗口,也就是异步Socket的事件将作为消息发往该窗口,这是由WinSock扩展规范里的一个函数WSAAsyncSelect()来实现和窗口关联。最终你只需要处理窗口消息,来收发数据。
第二种,用到了扩展规范里另一个关于事件的函数WSAEventSelect(),它是用事件对象的方式来处理Socket事件,也就是,你必须首先用 WSACreateEvent()来创建一个事件对象,然后调用WSAEventSelect()来使得Socket的事件和这个事件对象关联。最终你将要在一个线程里用WSAWaitForMultipleEvents()来等待这个事件对象被触发。这个过程也稍显复杂。
二、CAsyncSocket
看类名就知道,它是一个异步非阻塞Socket封装类,CAsyncSocket::Create()有一个参数指明了你想要处理哪些Socket事件,你关心的事件被指定以后,这个Socket默认就被用作了异步方式。那么CAsyncSocket内部到底是如何将事件交给你的呢?
CAsyncSocket的Create()函数,除了创建了一个SOCKET以外,还创建了个CSocketWnd窗口对象,并使用 WSAAsyncSelect()将这个SOCKET与该窗口对象关联,以让该窗口对象处理来自Socket的事件(消息),然而CSocketWnd收到Socket事件之后,只是简单地回调CAsyncSocket::OnReceive(),CAsyncSocket::OnSend(), CAsyncSocket::OnAccept(),CAsyncSocket::OnConnect()等虚函数。所以CAsyncSocket的派生类,只需要在这些虚函数里添加发送和接收的代码。
简化后,大致的代码为:
bool CAsyncSocket::Create( long lEvent ) file://参数lEvent是指定你所关心的Socket事件
{
m_hSocket = socket( PF_INET, SOCK_STREAM, 0 ); file://创建Socket本身
CSocketWnd* pSockWnd = new CSocketWnd; file://创建响应事件的窗口,实际的这个窗口在AfxSockInit()调用时就被创建了。
pSockWnd->Create(...);
WSAAsyncSelect( m_hSocket, pSockWnd->m_hWnd, WM_SOCKET_NOTIFY, lEvent ); file://Socket事件和窗口关联
}
static void PASCAL CAsyncSocket::DoCallBack(WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
CAsyncSocket Socket;
Socket.Attach( (SOCKET)wParam ); file://wParam就是触发这个事件的Socket的句柄
int nErrorCode = WSAGETSELECTERROR(lParam); file://lParam是错误码与事件码的合成
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类大致为:
BEGIN_MESSAGE_MAP(CSocketWnd, CWnd)
_disibledevent=> Accept( *pSocket );
}
于是,上面的pSocket和客户方建立了连接,以后的通信就是这个pSocket对象去和客户方进行,而监听的Socket仍然继续在监听,一旦又有一个客户方要连接服务方,则上面的OnAccept()又会被调用一次。当然pSocket是和客户方通信的服务方,它不会触发OnAccept()事件,因为它不是监听Socket。
三、CSocket
CSocket是MFC在CAsyncSocket基础上派生的一个同步阻塞Socket的封装类。它是如何又把CAsyncSocket变成同步的,而且还能响应同样的Socket事件呢?
其实很简单,CSocket在Connect()返回WSAEWOULDBLOCK错误时,不是在OnConnect(),OnReceive()这些事件终端函数里去等待。你先必须明白Socket事件是如何到达这些事件函数里的。这些事件处理函数是靠CSocketWnd窗口对象回调的,而窗口对象收到来自Socket的事件,又是靠线程消息队列分发过来的。总之,Socket事件首先是作为一个消息发给CSocketWnd窗口对象,这个消息肯定需要经过线程消息队列的分发,最终CSocketWnd窗口对象收到这些消息就调用相应的回调函数(OnConnect()等)。
所以,CSocket在调用Connect()之后,如果返回一个WSAEWOULDBLOCK错误时,它马上进入一个消息循环,就是从当前线程的消息队列里取关心的消息,如果取到了WM_PAINT消息,则刷新窗口,如果取到的是Socket发来的消息,则根据Socket是否有操作错误码,调用相应的回调函数(OnConnect()等)。
大致的简化代码为:
BOOL CSocket::Connect( ... )
{
if( !CAsyncSocket::Connect( ... ) )
{
if( WSAGetLastError() == WSAEWOULDBLOCK ) file://由于异步操作需要时间,不能立即完成,所以Socket返回这个错误
{
file://进入消息循环,以从线程消息队列里查看FD_CONNECT消息,直到收到FD_CONNECT消息,认为连接成功。
while( PumpMessages( FD_CONNECT ) );
}
}
}
BOOL CSocket::PumpMessages( UINT uEvent )
{
CWinThread* pThread = AfxGetThread();
while( bBlocking ) file://bBlocking仅仅是一个标志,看用户是否取消对Connect()的调用
{
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
{
_disibledevent=>http://hi.baidu.com/oathevil/blog/item/a500451092faa975cb80c48c.html
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