Windows網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)用教程：第8章 高級Socket編程

1、第8章 高級Socket編程課程描述我們在第5章中介紹了Socket編程的基礎(chǔ)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)簡單的服務(wù)器和客戶機(jī)通信。但在實(shí)際應(yīng)用中，服務(wù)器往往需要同時與很多客戶端進(jìn)行通信，對服務(wù)器的性能要求很高。要在Windows平臺上構(gòu)建高效、實(shí)用的客戶機(jī)/服務(wù)器應(yīng)用程序，就必須選擇最適合的Socket編程模型。 本章知識點(diǎn)Socket編程模型概述阻塞與非阻塞模式Socket編程基于Select模型的Socket編程基于WSAAsyncSelect模型的Socket編程基于WSAEventSelect模型的Socket編程基于重疊I/O模型的Socket編程基于完成端口模型的Socket編程8.1 Soc

2、ket編程模型概述Socket編程可以分為阻塞和非阻塞兩種開發(fā)模式。阻塞模式是指在指定套接字上調(diào)用函數(shù)執(zhí)行操作時，在沒有完成操作之前，函數(shù)不會立即返回。例如，服務(wù)器程序在阻塞模式下調(diào)用accept()函數(shù)時將會阻塞服務(wù)器線程，直至接收到一個來自客戶端的連接請求。默認(rèn)創(chuàng)建的套接字為阻塞模式。非阻塞模式是指在指定套接字上調(diào)用函數(shù)執(zhí)行操作時，無論操作是否完成，函數(shù)都會立即返回。例如，在非阻塞模式下調(diào)用recv()函數(shù)時，程序會直接讀取網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，無論是否讀到數(shù)據(jù)，函數(shù)都會立即返回，而不會一直掛在此函數(shù)的調(diào)用上。1Select模型Select模型又稱為選擇模型，它可以使Windows Sock

3、ets應(yīng)用程序同時對多個套接字進(jìn)行管理，調(diào)用select()函數(shù)可以獲取指定套接字的狀態(tài)。然后調(diào)用Windows Sockets API實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送和接收等操作。select()函數(shù)中使用集合來表示進(jìn)行管理的多個套接字。默認(rèn)情況下，套接字集合中包含64個元素，最多可以管理的套接字?jǐn)?shù)量為1024個。盡管Select模型可以同時管理多個連接，但對集合的管理比較繁瑣。而且每次在使用套接字發(fā)送和接收數(shù)據(jù)之前，都需要調(diào)用select()函數(shù)判斷套接字的狀態(tài)，這會導(dǎo)致CPU額外的負(fù)擔(dān)，從而影響應(yīng)用程序的工作效率。 2WSAAsyncSelect模型WSAAsyncSelect模型又稱為異步選擇模型，它為每

4、個套接字綁定一個消息。當(dāng)套接字上出現(xiàn)事先設(shè)置事件時，操作系統(tǒng)會給應(yīng)用程序發(fā)送這個消息，從而使應(yīng)用程序可以對該事件做相應(yīng)的處理。WSAAsyncSelect模型的優(yōu)點(diǎn)是在系統(tǒng)開銷不大的情況下可以同時處理許多個客戶端連接。它的缺點(diǎn)是，即使應(yīng)用程序不需要窗口，也要至少設(shè)計一個窗口用于處理套接字事件。而且，在一個窗口中處理大量的事件也可能成為性能瓶頸。 3WSAEventSelect模型WSAEventSelect模型又稱為事件Select模型，它允許在多個套接字上接收以事件為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)事件通知。應(yīng)用程序在創(chuàng)建套接字后，調(diào)用WSAEventSelect()函數(shù)將事件對象與網(wǎng)絡(luò)事件集合相關(guān)聯(lián)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)事件

5、發(fā)生時，應(yīng)用程序以事件的形式接收網(wǎng)絡(luò)事件通知。WSAEventSelect模型與WSAAsyncSelect模型之間的主要區(qū)別是網(wǎng)絡(luò)事件發(fā)生時系統(tǒng)通知應(yīng)用程序的方式不同。WSAAsyncSelect模型以消息的形式通知應(yīng)用程序，而WSAEventSelect模型則以事件的形式進(jìn)行通知。Select模型是主動獲取指定套接字的狀態(tài)，而WSAEventSelect模型和WSAAsyncSelect模型則是被動選擇系統(tǒng)通知應(yīng)用程序套接字的狀態(tài)變化。WSAEventSelect模型每次只能等待64個事件，這也是WSAEventSelect模型的不足之處。4重疊I/O模型重疊I/O模型又稱為Overlap

6、ped I/O模型，它的基本設(shè)計原理是可以讓應(yīng)用程序使用重疊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一次投遞多個I/O請求，當(dāng)系統(tǒng)完成I/O操作后通知應(yīng)用程序。重疊I/O模型是真正意義上的異步I/O模型。在應(yīng)用程序中調(diào)用輸入/輸出函數(shù)后，程序?qū)⒘⒓捶祷?。?dāng)I/O操作完成后，系統(tǒng)會通知應(yīng)用程序。系統(tǒng)通知應(yīng)用程序的形式有兩種，即事件通知和完成例程。事件通知方式即通過事件來通知應(yīng)用程序I/O操作已完成，而完成例程則指定應(yīng)用程序在完成I/O操作后調(diào)用一個事先定義的回調(diào)函數(shù)。5完成端口模型完成端口（Completion port）是一種在Windows服務(wù)平臺上比較成熟和高效的I/O操作方法，它使用線程池處理異步I/O請求。利用完成

7、端口模型，應(yīng)用程序可以管理成百上千個套接字?？梢园淹瓿啥丝诳闯上到y(tǒng)維護(hù)的一個隊列，操作系統(tǒng)把重疊I/O操作完成的事件通知放到該隊列中，因此稱其為“完成”端口。當(dāng)套接字被創(chuàng)建后，可以將其與一個完成端口聯(lián)系起來。一個應(yīng)用程序可以創(chuàng)建多個工作線程用于處理完成端口上的通知事件。通常應(yīng)該為每個CPU創(chuàng)建一個線程。8.2 阻塞與非阻塞模式Socket編程8.2.1 設(shè)置非阻塞模式套接字8.2.2 非阻塞模式服務(wù)器應(yīng)用程序編程實(shí)例8.2.3 非阻塞模式客戶端應(yīng)用程序編程實(shí)例8.2.4 基于非阻塞模式的多線程服務(wù)器應(yīng)用程序編程實(shí)例8.2.1 設(shè)置非阻塞模式套接字可以調(diào)用ioctlsocket()函數(shù)將套接字設(shè)

8、置為非阻塞模式，語法如下：int ioctlsocket( SOCKET s, long cmd, u_long* argp );參數(shù)說明如下：s，套接字句柄。cmd，在套接字s上執(zhí)行的命令，它的可選值如表9.1所示。argp，指針變量，指定cmd命令的參數(shù)。ioctlsocket()函數(shù)示例代碼/-/ 初始化WinsockWSADATA wsaData;int iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData);if (iResult != NO_ERROR) printf(Error at WSAStartup()n);/-/ 創(chuàng)建 SOCKET 對

9、象SOCKET m_socket;m_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);if (m_socket = INVALID_SOCKET) printf(Error at socket(): %ldn, WSAGetLastError(); WSACleanup(); return;/-/ 設(shè)置套接字為非阻塞模式int iMode = 1;ioctlsocket(m_socket, FIONBIO, (u_long FAR*) &iMode);8.2.2 非阻塞模式服務(wù)器應(yīng)用程序編程實(shí)例【例8.1】本實(shí)例中介紹的非阻塞模式服務(wù)器應(yīng)用

10、程序啟動時將在TCP端口9990上進(jìn)行監(jiān)聽。收到客戶端應(yīng)用程序發(fā)送來的數(shù)據(jù)后，服務(wù)器應(yīng)用程序?qū)⑾蚩蛻舳税l(fā)送一個表示收到數(shù)據(jù)的字符串。如果服務(wù)器收到字符串“quit”，則退出應(yīng)用程序。本實(shí)例的功能和運(yùn)行界面與5.3.11小節(jié)中介紹的實(shí)例相同，不同的是本實(shí)例中采用非阻塞模式的套接字進(jìn)行通信。包含的頭文件。引用的庫文件。常量和變量定義。初始化套接字環(huán)境的代碼。創(chuàng)建用于監(jiān)聽的套接字的代碼。設(shè)置服務(wù)器套接字地址的代碼。綁定套接字sServer到本地地址的代碼。在套接字sServer上進(jìn)行監(jiān)聽的代碼。關(guān)閉套接字，釋放資源。8.2.3 非阻塞模式客戶端應(yīng)用程序編程實(shí)例【例8.2】本實(shí)例中介紹的非阻塞模式客戶

11、端應(yīng)用程序啟動時將自動連接到指定服務(wù)器的TCP端口9990，然后提示用戶輸入向服務(wù)器發(fā)送的字符串。實(shí)現(xiàn)服務(wù)器程序的項目為TcpServer，下面介紹服務(wù)器程序的實(shí)現(xiàn)過程。本實(shí)例在下面步驟中的代碼與5.3.12小節(jié)中介紹的實(shí)例相同，請參照理解。包含的頭文件。引用的庫文件。常量和變量定義。初始化套接字環(huán)境的代碼。設(shè)置服務(wù)器套接字地址的代碼。關(guān)閉套接字，釋放資源。8.2.4 基于非阻塞模式的多線程服務(wù)器應(yīng)用程序編程實(shí)例【例8.3】設(shè)計一個基于非阻塞模式的多線程服務(wù)器應(yīng)用程序。主函數(shù)（即主線程）_tmain()負(fù)責(zé)接收來自客戶端的連接請求，然后創(chuàng)建專門與該客戶端進(jìn)行通信的線程。程序在成功調(diào)用accep

12、t()函數(shù)接受來自客戶端的連接請求后，直接調(diào)用CreateThread()創(chuàng)建一個專門的通信線程，線程函數(shù)為AnswerThread，建立連接后得到的套接字sClient作為線程參數(shù)。創(chuàng)建通信線程后，主線程立即返回while循環(huán)的開始部分，繼續(xù)調(diào)用accept()函數(shù)接收其他客戶端的連接請求。這樣就可以同時與多個客戶端進(jìn)行通信了。8.3 基于Select模型的Socket編程8.3.1 select()函數(shù)8.3.2 基于Select模型的服務(wù)器應(yīng)用程序?qū)嵗?.3.1 select()函數(shù)select()函數(shù)可以決定一組套接字的狀態(tài)，通常用于操作處于就緒狀態(tài)的套接字。在select()函數(shù)中使

13、用fd_set結(jié)構(gòu)體來管理多個套接字，定義代碼如下：typedef struct fd_set u_int fd_count; SOCKET fd_arrayFD_SETSIZE; fd_set;select()函數(shù)的語法int select( int nfds, fd_set* readfds, fd_set* writefds, fd_set* exceptfds, const struct timeval* timeout );參數(shù)說明如下：nfds，只為與Berkeley套接字相兼容而保留此參數(shù)，在執(zhí)行函數(shù)時會被忽略。readfds，用于檢測可讀性的套接字集合。writefds，用于檢

14、測可寫性的套接字集合。exceptfds，用于檢測存在錯誤的套接字集合。timeout，select()函數(shù)等待的最長時間。如果是阻塞模式的操作，則將此參數(shù)設(shè)置為null。winsock2.h中定義的宏FD_CLR(s, *set)：從集合中刪除指定的套接字。FD_ISSET(s, *set)：如果參數(shù)s是集合中的成員，則返回非0值，否則返回0。FD_SET(s, *set)：向集合中添加套接字。FD_ZERO(s, *set)：將集合初始化為空集合。8.3.2 基于Select模型的服務(wù)器應(yīng)用程序?qū)嵗纠?.4】設(shè)計一個基于Select模型的回顯服務(wù)器應(yīng)用程序。所謂回顯，即將它收到的來自客戶

15、端的字符串再發(fā)送回客戶端。假定本實(shí)例中的項目名稱為SelectServer。1結(jié)構(gòu)體SOCKET_INFORMATIONtypedef struct _SOCKET_INFORMATION CHAR BufferDATA_BUFSIZE;/ 發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū) / 定義發(fā)送和接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的結(jié)構(gòu)體，包括緩沖區(qū)的長度和內(nèi)容 WSABUF DataBuf; SOCKET Socket;/ 與客戶端進(jìn)行通信的套接字 DWORD BytesSEND;/ 保存套接字發(fā)送的字節(jié)數(shù) DWORD BytesRECV;/ 保存套接字接收的字節(jié)數(shù) SOCKET_INFORMATION, * LPSOCKET_

16、INFORMATION; 結(jié)構(gòu)體SOCKET_INFORMATION中包含用于通信的套接字、發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)、發(fā)送和接收的字節(jié)數(shù)等。WSABUF是winsock2.h中定義的結(jié)構(gòu)體，用于保存緩沖區(qū)的地址和長度，代碼如下：typedef struct _WSABUF u_long len; /* the length of the buffer */ char FAR * buf; /* the pointer to the buffer */ WSABUF, FAR * LPWSABUF;2變量定義為了對所有與客戶端進(jìn)行通信的套接字信息進(jìn)行統(tǒng)一管理，需要定義下面兩個變量：/ 記錄正在使用

17、的套接字總數(shù)量DWORD TotalSockets = 0;/ 保存Socket信息對象的數(shù)組，F(xiàn)D_SETSIZE表示SELECT模型中允許的最大套接字?jǐn)?shù)量LPSOCKET_INFORMATION SocketArrayFD_SETSIZE;常量FD_SETSIZE等于64，因為默認(rèn)情況下select()函數(shù)最多可以處理64個套接字。3創(chuàng)建套接字信息BOOL CreateSocketInformation(SOCKET s) LPSOCKET_INFORMATION SI;/ 用于保存套接字的信息 / 為SI分配內(nèi)存空間 if (SI = (LPSOCKET_INFORMATION) Glo

18、balAlloc(GPTR, sizeof(SOCKET_INFORMATION) = NULL) printf(GlobalAlloc() failed with error %dn, GetLastError(); return FALSE; / 初始化SI的值 SI-Socket = s; SI-BytesSEND = 0; SI-BytesRECV = 0; / 在SocketArray數(shù)組中增加一個新元素，用于保存SI對象 SocketArrayTotalSockets = SI; TotalSockets+;/ 增加套接字?jǐn)?shù)量 return(TRUE); 4釋放套接字信息void

19、FreeSocketInformation(DWORD Index) / 獲取指定索引對應(yīng)的LPSOCKET_INFORMATION對象 LPSOCKET_INFORMATION SI = SocketArrayIndex; DWORD i; closesocket(SI-Socket); / 關(guān)閉套接字 /printf(Closing socket number %dn, SI-Socket); / 釋放指定LPSOCKET_INFORMATION對象資源 GlobalFree(SI); / 將數(shù)組中index索引后面的元素前移 for (i = Index; i Socket = s;SI

20、-Next = SocketInfoList;/ Next指定當(dāng)前的SocketInfoListSocketInfoList = SI;/ 把SI放到SocketInfoList的第位4獲取套接字信息LPSOCKET_INFORMATION GetSocketInformation(SOCKET s) SOCKET_INFORMATION *SI = SocketInfoList; while(SI) if (SI-Socket = s) return SI; SI = SI-Next; return NULL;5創(chuàng)建接收消息的窗口HWND MakeWorkerWindow(void)WNDC

21、LASSEX wndclass;/ 定義RegisterClass()函數(shù)注冊的窗口類屬性CHAR *ProviderClass = AsyncSelect;/ 窗口類名HWND Window;/ 新建的窗口句柄/ CS_HREDRAW指定當(dāng)窗口移動或者改變大小時，如果改變了窗口的寬度，則重畫整個窗口/ CS_VREDRAW指定當(dāng)窗口移動或者改變大小時，如果改變了窗口的高度，則重畫整個窗口wndclass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;wndclass.lpfnWndProc = (WNDPROC)WindowProc;/ 指定窗口例程wndclass.cbC

22、lsExtra = 0;/ 指定窗口類結(jié)構(gòu)體后面額外分配的字節(jié)數(shù)wndclass.cbWndExtra = 0;/ 指定窗口實(shí)例后面額外分配的字節(jié)數(shù)wndclass.hInstance = NULL;/ 包含窗口類對應(yīng)的窗口例程的實(shí)例句柄wndclass.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_WARNING);/ 類圖標(biāo)句柄wndclass.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);/ 窗口類所使用的光標(biāo)句柄wndclass.hbrBackground =/ 窗口類中用于畫窗口背景的刷子句柄（白色）(HBRUSH) GetStockObject

23、(WHITE_BRUSH);wndclass.lpszMenuName = NULL;/ 窗口類的菜單資源名稱wndclass.lpszClassName = ProviderClass;/ 指定窗口類的名稱為AsyncSelect5創(chuàng)建接收消息的窗口/ 注冊窗口類if (RegisterClassEx(&wndclass) = 0)printf(RegisterClass() failed with error %dn, GetLastError();return NULL;/ 創(chuàng)建接收消息的窗口if (Window = CreateWindow(ProviderClass,WS_OVERL

24、APPEDWINDOW,CW_USEDEFAULT,CW_USEDEFAULT,CW_USEDEFAULT,CW_USEDEFAULT,NULL,NULL,NULL,NULL) = NULL)printf(CreateWindow() failed with error %dn, GetLastError();return NULL;return Window;6窗口例程如果接收到用戶自定義消息WM_SOCKET，則WindowProc()函數(shù)對該消息進(jìn)行如下處理：（1）如果消息類型是FD_ACCEPT，則調(diào)用accept()函數(shù)接收客戶端的連接請求，并得到與客戶端通信的套接字Accept。（

25、2）如果消息類型是FD_READ，則調(diào)用recv()函數(shù)接收客戶端發(fā)送的信息，并打印接收到的字符串。如果接收到其他消息，則調(diào)用默認(rèn)的窗口例程DefWindowProc()函數(shù)來處理用戶自定義消息。7主函數(shù)程序的執(zhí)行過程如下： （1）調(diào)用MakeWorkerWindow()函數(shù)創(chuàng)建接收消息的窗口。（2）創(chuàng)建用于監(jiān)聽客戶端連接的套接字sockfd。（3）綁定套接字sockfd到本地地址的9990端口。（4）在套接字sockfd上監(jiān)聽。（5）在while循環(huán)中調(diào)用GetMessage()函數(shù)從消息隊列中獲取一個消息。該函數(shù)在winuser.h中聲明。如果獲取消息失敗，則程序返回，否則一直循環(huán)獲取消息

26、。（6）調(diào)用TranslateMessage()函數(shù)將虛擬鍵消息轉(zhuǎn)換為字符串消息。該函數(shù)在winuser.h中聲明。（7）調(diào)用DispatchMessage()函數(shù)將消息轉(zhuǎn)發(fā)到指定的窗口例程進(jìn)行處理。該函數(shù)在winuser.h中聲明。8.5 基于WSAEventSelect模型的Socket編程8.5.1 WSAEventSelect()函數(shù)8.5.2 創(chuàng)建和管理事件對象8.5.3 WSAWaitForMultipleEvents()函數(shù)8.5.4 WSAEnumNetworkEvents()函數(shù)8.5.5 基于WSAEventSelect模型的服務(wù)器編程8.5.1 WSAEventSelec

27、t()函數(shù)WSAEventSelect()函數(shù)的語法如下：int WSAEventSelect( SOCKET s, WSAEVENT hEventObject, long lNetworkEvents);參數(shù)說明如下：s，套接字。hEventObject，與網(wǎng)絡(luò)事件集合相關(guān)聯(lián)的事件對象句柄。lNetworkEvents，感興趣的網(wǎng)絡(luò)事件集合。如果函數(shù)執(zhí)行成功，則返回0，否則返回SOCKET_ERROR。Windows Sockets中定義的網(wǎng)絡(luò)事件網(wǎng) 絡(luò) 事 件說 明事件觸發(fā)時調(diào)用的函數(shù)FD_READ應(yīng)用程序想接收可讀的通知recv、recvfrom、WSARecv或WSARecvFromF

28、D_WRITE應(yīng)用程序想接收可讀寫的通知send、sendto、WSASend或WSASendToFD_OOB應(yīng)用程序想接收帶外數(shù)據(jù)到達(dá)的通知recv、recvfrom、WSARecv或WSARecvFromFD_ACCEPT應(yīng)用程序想接收等待接收連接的通知accept或者WSAAcceptFD_CONNECT應(yīng)用程序想接收連接操作完成的通知無FD_CLOSE應(yīng)用程序想接收套接字關(guān)閉的通知無FD_QOS應(yīng)用程序想接收套接字服務(wù)質(zhì)量發(fā)生變化的通知使用SIO_GET_QOS命令的WSAIoctl()函數(shù)FD_GROUP_QOS應(yīng)用程序想接收套接字組服務(wù)質(zhì)量發(fā)生變化的通知保留FD_ROUTING_I

29、NTERFACE_CHANGE應(yīng)用程序想接收在指定的方向上與路由接口發(fā)生變化的通知使用SIO_ROUTING_INTERFACE_CHANGE.命令的WSAIoctl()函數(shù)FD_ADDRESS_LIST_CHANGE應(yīng)用程序想接收針對套接字的協(xié)議家族、本地地址列表發(fā)生變化的通知使用SIO_ADDRESS_LIST_CHANGE.命令的WSAIoctl()函數(shù)將網(wǎng)絡(luò)事件集合關(guān)聯(lián)到事件對象例如，為套接字s注冊網(wǎng)絡(luò)事件FD_READ和FD_WRITE，并將網(wǎng)絡(luò)事件集合關(guān)聯(lián)到事件對象hEventObject，代碼如下：rc = WSAEventSelect(s, hEventObject, FD_R

30、EAD|FD_WRITE);WSAEventSelect()函數(shù)自動將套接字設(shè)置為非阻塞方式。如果需要將套接字s設(shè)置為阻塞模式，則首先必須清除與套接字s相關(guān)聯(lián)的事件記錄。通過調(diào)用WSAEventSelect()函數(shù)，并將lNetworkEvents參數(shù)設(shè)置為0可以實(shí)現(xiàn)此功能，代碼如下：rc = WSAEventSelect(s, hEventObject, 0);然后調(diào)用ioctlsocket()或者WSAIoctl()針套接字設(shè)置為阻塞模式。8.5.2 創(chuàng)建和管理事件對象1創(chuàng)建事件對象2重置事件對象3設(shè)置事件對象為已授信狀態(tài)4關(guān)閉事件對象句柄1創(chuàng)建事件對象調(diào)用WSACreateEvent()

31、函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)此功能，語法如下：WSAEVENT WSACreateEvent(void);如果執(zhí)行成功，則函數(shù)返回事件對象的句柄，否則返回WSA_INVALID_EVENT。Windows事件對象分為兩種工作狀態(tài)，即已授信（signaled）狀態(tài)和未授信（nonsignaled）狀態(tài)；同時Windows事件對象又分為兩種工作模式，即人工重置（manual reset）模式和自動重置（auto reset）模式。調(diào)用WSACreateEvent()函數(shù)創(chuàng)建的事件對象處于人工重置模式和非受信狀態(tài)。2重置事件對象當(dāng)網(wǎng)絡(luò)事件發(fā)生時，與套接字相關(guān)聯(lián)的事件對象被從未授信狀態(tài)轉(zhuǎn)換為已授信狀態(tài)。調(diào)用WSARe

32、setEvent()函數(shù)可以將事件對象從已授信狀態(tài)修改為未授信狀態(tài)，語法如下：BOOL WSAResetEvent( WSAEVENT hEvent );參數(shù)hEvent為事件對象句柄。如果函數(shù)執(zhí)行成功，則返回TRUE，否則返回FALSE。 3設(shè)置事件對象為已授信狀態(tài)調(diào)用WSASetEvent()函數(shù)可以將指定事件對象設(shè)置為已授信狀態(tài)，語法如下：BOOL WSASetEvent( WSAEVENT hEvent );參數(shù)hEvent為事件對象句柄。如果函數(shù)執(zhí)行成功，則返回TRUE，否則返回FALSE。 4關(guān)閉事件對象句柄在處理完網(wǎng)絡(luò)事件后，需要調(diào)用WSACloseEvent()函數(shù)，關(guān)閉事件對

33、象句柄，釋放事件對象占用的資源，語法如下：BOOL WSACloseEvent( WSAEVENT hEvent );參數(shù)hEvent為事件對象句柄。如果函數(shù)執(zhí)行成功，則返回TRUE，否則返回FALSE。8.5.3 WSAWaitForMultipleEvents()函數(shù)WSAWaitForMultipleEvents()函數(shù)的語法如下：DWORD WSAWaitForMultipleEvents( DWORD cEvents, const WSAEVENT* lphEvents, BOOL fWaitAll, DWORD dwTimeout, BOOL fAlertable );參數(shù)說明cE

34、vent，指定在參數(shù)lphEvents指向的數(shù)組中包含的事件對象句柄數(shù)量。lphEvents，指向事件對象句柄數(shù)組的指針。fWaitAll，指定等待的類型。如果該參數(shù)等于TRUE，則數(shù)組lphEvents中包含的所有事件對象都變成已授信狀態(tài)時，函數(shù)才返回；如果該參數(shù)等于FALSE，則只要有一個事件對象變成已授信狀態(tài)，函數(shù)就返回。在后面的情況中，函數(shù)的返回值就是已授信事件對象的句柄。dwTimeout，指定超時時間。如果該參數(shù)為0，則函數(shù)檢查事件對象的狀態(tài)后立即返回；如果該參數(shù)為WSA_INFINITE，則該函數(shù)會無限期等待，直到滿足參數(shù)fWaitAll指定的條件。如果WSAWaitForMul

35、tipleEvents()函數(shù)調(diào)用超時，則函數(shù)的返回值為WSA_WAIT_TIMEOUT。fAlertable，指定當(dāng)完成例程在系統(tǒng)隊列中排隊等待執(zhí)行時，函數(shù)是否返回。如果該參數(shù)為TRUE，則說明該函數(shù)返回時完成例程已經(jīng)被執(zhí)行；如果該參數(shù)為FALSE，則說明該函數(shù)返回時完成例程還沒有被執(zhí)行。該參數(shù)主要應(yīng)用于重疊I/O模型，具體情況將在8.6小節(jié)中介紹。返回值如果函數(shù)執(zhí)行成功，返回返回值表示已授信事件對象的句柄；如果函數(shù)執(zhí)行失敗，則返回WSA_WAIT_FAILED。調(diào)用后調(diào)用后，WSAWaitForMultipleEvents()函數(shù)處于阻塞狀態(tài)，直到下面兩種情況之一才會返回：（1）指定的一個

36、或所有事件對象處于已授信狀態(tài)，即發(fā)生了指定的網(wǎng)絡(luò)事件。（2）阻塞時間超過指定的超時時間。8.5.4 WSAEnumNetworkEvents()函數(shù)WSAEnumNetworkEvents()函數(shù)可以返回發(fā)生網(wǎng)絡(luò)事件的套接字，語法如下：int WSAEnumNetworkEvents( SOCKET s, WSAEVENT hEventObject, LPWSANETWORKEVENTS lpNetworkEvents );參數(shù)說明如下：s，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)事件的套接字句柄。hEventObject，可選參數(shù)，指定被重置的事件對象句柄。lpNetworkEvents，指向LPWSANETWORKEVE

37、NTS結(jié)構(gòu)體的指針，其中保存發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)事件記錄和相關(guān)聯(lián)的錯誤編碼。LPWSANETWORKEVENTS結(jié)構(gòu)體typedef struct _WSANETWORKEVENTS long lNetworkEvents; int iErrorCodeFD_MAX_EVENTS; WSANETWORKEVENTS, *LPWSANETWORKEVENTS;參數(shù)說明如下：lNetworkEvents，指定發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)事件。iErrorCoe，包含相關(guān)錯誤碼的數(shù)組，數(shù)組索引與lNetworkEvents字段中的網(wǎng)絡(luò)事件位相對應(yīng)。8.5.5 基于WSAEventSelect模型的服務(wù)器編程開發(fā)基于WSAEve

38、ntSelect模型的Socket通信服務(wù)器的基本流程如下：（1）初始化Windows Sockets環(huán)境，并創(chuàng)建用于監(jiān)聽的套接字。（2）創(chuàng)建事件對象。（3）將新建的事件對象與監(jiān)聽套接字相關(guān)聯(lián)，并注冊該套接字關(guān)注的網(wǎng)絡(luò)事件集合，通常為FD_ACCEPT和FD_CLOSE。（4）等待所有事件對象上發(fā)生注冊的網(wǎng)絡(luò)事件，并對網(wǎng)絡(luò)事件進(jìn)行處理。（5）如果觸發(fā)了FD_ACCEPT事件，則程序接收來自客戶端的請求，得到與客戶端通信的套接字，并為該套接字創(chuàng)建相關(guān)聯(lián)的事件對象，注冊該套接字關(guān)注的網(wǎng)絡(luò)事件集合，通常為FD_READ、FD_CLOSE和FD_WRITE。（6）如果觸發(fā)了FD_CLOSE事件，則關(guān)閉

39、套接字，釋放其占用的資源。（7）如果觸發(fā)了FD_READ事件，則調(diào)用recv()函數(shù)接收來自客戶端的請求。（8）如果觸發(fā)了FD_WRITE事件，則調(diào)用send()函數(shù)向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)?！纠?.6】1變量定義2創(chuàng)建和綁定套接字，并將其設(shè)置為監(jiān)聽狀態(tài)3創(chuàng)建事件對象，并注冊網(wǎng)絡(luò)事件4處理網(wǎng)絡(luò)事件程序的執(zhí)行過程如下：（1）調(diào)用WSAWaitForMultipleEvents()函數(shù)在所有事件對象上等待，只要有一個事件對象變?yōu)橐咽谛艩顟B(tài)，則函數(shù)返回。（2）依次對所有的事件對象調(diào)用WSAWaitForMultipleEvents()函數(shù)，以判斷它們是否觸發(fā)了注冊的網(wǎng)絡(luò)事件。（3）對于由每個觸發(fā)了網(wǎng)絡(luò)事件的

40、事件對象，調(diào)用WSAEnumNetworkEvents()函數(shù)重置事件對象的狀態(tài)，表示該網(wǎng)絡(luò)事件已經(jīng)被處理。（4）如果觸發(fā)的網(wǎng)絡(luò)事件是FD_ACCEPT，則調(diào)用accept()函數(shù)接收來自客戶端的連接請求，并將得到的與客戶端進(jìn)行通信的套接字sNew添加到sockArray數(shù)組中。然后為套接字sNew創(chuàng)建相關(guān)聯(lián)的事件對象newEvent，再將newEvent添加到eventArray數(shù)組中。（5）如果觸發(fā)的網(wǎng)絡(luò)事件是FD_READ，則調(diào)用recv()函數(shù)接收客戶端發(fā)送的消息，然后調(diào)用send()函數(shù)發(fā)送回應(yīng)消息。（6）如果觸發(fā)的網(wǎng)絡(luò)事件是FD_WRITE，則說明前面發(fā)送消息沒有成功，此時需要重新

41、調(diào)用send()函數(shù)發(fā)送回應(yīng)消息。（7）如果觸發(fā)的網(wǎng)絡(luò)事件是FD_CLOSE，則關(guān)閉套接字，釋放資源，并從數(shù)組sockArray中刪除該套接字。8.6 基于重疊I/O模型的Socket編程8.6.1 WSASocket()函數(shù)8.6.2 調(diào)用WSASend()函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)8.6.3 調(diào)用WSARecv()函數(shù)接收數(shù)據(jù)8.6.4 GetOverlappedResult()函數(shù)8.6.5 使用事件通知來管理重疊I/O操作8.6.6 使用完成例程來管理重疊I/O操作8.6.1 WSASocket()函數(shù)WSASocket()函數(shù)用于創(chuàng)建綁定到指定的傳輸服務(wù)提供程序的套接字，語法如下：SOCKET W

42、SASocket( int af, int type, int protocol, LPWSAPROTOCOL_INFO lpProtocolInfo, GROUP g, DWORD dwFlags );參數(shù)說明af，指定地址家族，通常使用AF_INET參數(shù)。type，指定新建套接字的類型。SOCK_STREAM指定新建基于流的套接字，SOCK_DGRAM指定新建基于數(shù)據(jù)報的套接字。protocol，指定套接字使用的協(xié)議，例如IPPROTO_TCP表示套接字協(xié)議為TCP，IPPROTO_UDP表示套接字協(xié)議為UDP。lpProtocolInfo，指向WSAPROTOCOL_INFO結(jié)構(gòu)體，指定

43、新建套接字的特性。g，預(yù)留字段。dwFlags，指定套接字屬性的標(biāo)識。在重疊I/O模型中，dwFlags參數(shù)需要被設(shè)置為WSA_FLAG_OVERLAPPED，這樣就可以創(chuàng)建一個重疊套接字。重疊套接字可以使用WSASend()、WSASendTo()、WSARecv()、WSARecvFrom()和WSAIoctl()等函數(shù)執(zhí)行重疊I/O操作，即同時初始化和處理多個操作。WSASocket()函數(shù)的應(yīng)用實(shí)例#include winsock2.hvoid main() WSADATA wsaData; SOCKET RecvSocket; /- / Initialize Winsock WSAS

44、tartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData); /- / Create a socket RecvSocket = WSASocket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP, NULL, 0, WSA_FLAG_OVERLAPPED); 8.6.2 調(diào)用WSASend()函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)WSASend()函數(shù)可以在連接的套接字上發(fā)送數(shù)據(jù)，語法如下：int WSASend( SOCKET s, LPWSABUF lpBuffers, DWORD dwBufferCount, LPDWORD lpNumberOfBytesSent, DWORD dwFla

45、gs, LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped, LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE lpCompletionRoutine );參數(shù)說明s，用于通信的套接字。lpBuffers，指向WSABUF結(jié)構(gòu)體的指針。WSABUF結(jié)構(gòu)體中包含指向緩沖區(qū)的指針和緩沖區(qū)的長度。dwBufferCount，lpBuffers數(shù)組中WSABUF結(jié)構(gòu)體的數(shù)量。lpNumberOfBytesSent，如果I/O操作立即完成，則該參數(shù)指定發(fā)送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。dwFlags，用于修改WSASend()函數(shù)行為的標(biāo)識位。lpOverlapped，指向WSAOVERLAP

46、PED結(jié)構(gòu)體的指針。該參數(shù)對于非重疊套接字無效。lpCompletionRoutine，指向完成例程。完成例程是在發(fā)送操作完成后調(diào)用的函數(shù)。該參數(shù)對于非重疊套接字無效。WSASend()函數(shù)返回結(jié)果如果重疊操作立即完成，則WSASend()函數(shù)返回0，并且參數(shù)lpNumberOfBytesSent被更新為發(fā)送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)；如果重疊操作被成功初始化，并且將在稍后完成，則WSASend()函數(shù)返回SOCKET_ERROR，錯誤代碼為WSA_IO_PENDING。在后面的情況下，參數(shù)lpNumberOfBytesSend的值并不被更新。當(dāng)重疊操作完成后，可以通過下面兩種方式獲取傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)量：如果指

47、定了完成例程，則通過完成例程的cbTransferred參數(shù)獲取。關(guān)于完成例程的情況將在稍后介紹。通過WSAGetOverlappedResult()函數(shù)的lpcbTransfer參數(shù)獲取。WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)體WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)體是重疊I/O模型中的核心，在WSASend()和WSARecv()函數(shù)中都需要指定需要綁定的WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)體對象。WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)體的定義代碼如下：typedef struct _WSAOVERLAPPED DWORD Internal; DWORD InternalHigh; DWORD Offset; DWOR

48、D OffsetHigh; WSAEVENT hEvent; WSAOVERLAPPED, *LPWSAOVERLAPPED;參數(shù)說明Internal，由重疊I/O實(shí)現(xiàn)的實(shí)體內(nèi)部使用的字段。在使用套接字的情況下，該字段被底層操作系統(tǒng)使用。InternalHigh，由重疊I/O實(shí)現(xiàn)的實(shí)體內(nèi)部使用的字段。在使用套接字的情況下，該字段被底層操作系統(tǒng)使用。Offset，在使用套接字的情況下該參數(shù)會被忽略。OffsetHigh，在使用套接字的情況下該參數(shù)會被忽略。hEvent，如果重疊I/O操作在被調(diào)用時沒有使用I/O操作完成例程（即lpCompletionRoutine為空指針），那么該字段必須包含一

49、個有效的WSAEVENT對象的句柄，否則（lpCompletionRoutine不為空指針），應(yīng)用程序可以視需要使用該字段。8.6.3 調(diào)用WSARecv()函數(shù)接收數(shù)據(jù)WSARecv()函數(shù)可以在已連接的套接字上接收數(shù)據(jù)，語法如下int WSARecv( SOCKET s, LPWSABUF lpBuffers, DWORD dwBufferCount, LPDWORD lpNumberOfBytesRecvd, LPDWORD lpFlags, LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped, LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE lpComple

50、tionRoutine );參數(shù)說明s，用于通信的套接字。lpBuffers，指向WSABUF結(jié)構(gòu)體的指針。WSABUF結(jié)構(gòu)體中包含指向緩沖區(qū)的指針和緩沖區(qū)的長度。dwBufferCount，lpBuffers數(shù)組中WSABUF結(jié)構(gòu)體的數(shù)量。lpNumberOfBytesRecvd，如果I/O操作立即完成，則該參數(shù)指定接收數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。dwFlags，標(biāo)識字段。lpOverlapped，指向WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)體的指針。該參數(shù)對于非重疊套接字無效。lpCompletionRoutine，指向完成例程。完成例程是在接收操作完成后調(diào)用的函數(shù)。該參數(shù)對于非重疊套接字無效。返回值如果函數(shù)執(zhí)行

51、沒有錯誤，并且重疊操作立即完成，則函數(shù)返回0，并且參數(shù)lpNumberOfBytesRecvd被更新為接收數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)；如果重疊操作被成功初始化，并且將在稍后完成，則函數(shù)返回SOCKET_ERROR，錯誤代碼為WSA_IO_PENDING。在后面的情況下，參數(shù)lpNumberOfBytesRecvd的值并不被更新。8.6.4 GetOverlappedResult()函數(shù)使用GetOverlappedResult()函數(shù)可以獲取指定文件、命名管道和通信設(shè)備上重疊操作的結(jié)果，語法如下：BOOL GetOverlappedResult( HANDLE hFile, LPOVERLAPPED lpO

52、verlapped, LPDWORD lpNumberOfBytesTransferred, BOOL bWait );參數(shù)說明hFile，指定文件、命名管道和通信設(shè)備的句柄。該句柄是在調(diào)用ReadFile()、WriteFile()等函數(shù)開始重疊操作時指定的句柄。lpOverlapped，重疊操作開始時指定的OVERLAPPED結(jié)構(gòu)體。lpNumberOfBytesTransferred，指向在讀、寫操作中實(shí)際傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)的變量。bWait，如果該參數(shù)為TRUE，則函數(shù)會一直等待到操作完成后返回；否則函數(shù)會直接返回。如果函數(shù)執(zhí)行成功，則返回非0值，否則函數(shù)當(dāng)返回0。8.6.5 使用事件通知來

53、管理重疊I/O操作在WSASend()或WSARecv()函數(shù)中，當(dāng)重疊操作完成后，如果lpCompletionRoutine參數(shù)為NULL，則lpOverlapped中的hEvent參數(shù)將被設(shè)置為已授信狀態(tài)。應(yīng)用程序可以調(diào)用WSAWaitForMultipleEvents()函數(shù)或者WSAGetOverlappedResult()函數(shù)等待或輪循事件對象變成未授信狀態(tài)。【例8.7】演示使用事件通知方法來管理重疊I/O操作。1變量定義2創(chuàng)建和綁定套接字，并將其設(shè)置為監(jiān)聽狀態(tài)，接受客戶端的連接請求3創(chuàng)建事件對象，并初始化重疊結(jié)構(gòu)4接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)回發(fā)到客戶端1變量定義int _tmain(int

54、 argc, _TCHAR* argv)/-/ 聲明和初始化變量WSABUF DataBuf;/ 發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)體char bufferDATA_BUFSIZE;/ 緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)體DataBuf中DWORD EventTotal = 0,/ 記錄事件對象數(shù)組中的數(shù)據(jù)RecvBytes = 0,/ 接收的字節(jié)數(shù)Flags = 0,/ 標(biāo)識位BytesTransferred = 0;/ 在讀、寫操作中實(shí)際傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)/ 數(shù)組對象數(shù)組WSAEVENT EventArrayWSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS;WSAOVERLAPPED AcceptOverlapped;/ 重疊結(jié)

55、構(gòu)體SOCKET ListenSocket, AcceptSocket;/ 監(jiān)聽套接字和與客戶端進(jìn)行通信的套接字 2創(chuàng)建和綁定套接字，并將其設(shè)置為監(jiān)聽狀態(tài)，接受客戶端的連接請求int _tmain(int argc, _TCHAR* argv) /-/ 初始化Windows SocketsWSADATA wsaData;WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData);/-/ 創(chuàng)建監(jiān)聽套接字，并將其綁定到本地IP地址和端口ListenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);u_short port = 9990

56、;char* ip;sockaddr_in service;2創(chuàng)建和綁定套接字，并將其設(shè)置為監(jiān)聽狀態(tài)，接受客戶端的連接請求service.sin_family = AF_INET;service.sin_port = htons(port);hostent* thisHost;thisHost = gethostbyname();ip = inet_ntoa (*(struct in_addr *)*thisHost-h_addr_list);service.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);bind(ListenSocket, (SOCKADDR *) &ser

57、vice, sizeof(SOCKADDR);/-/ 開始監(jiān)聽listen(ListenSocket, 1);printf(Listening.n);/-/ 接收連接請求AcceptSocket = accept(ListenSocket, NULL, NULL);printf(Client Accepted.n); 3創(chuàng)建事件對象，并初始化重疊結(jié)構(gòu)int _tmain(int argc, _TCHAR* argv) / 創(chuàng)建事件對象，建立重疊結(jié)構(gòu)EventArrayEventTotal = WSACreateEvent();ZeroMemory(buffer, DATA_BUFSIZE);Z

58、eroMemory(&AcceptOverlapped, sizeof(WSAOVERLAPPED);/ 初始化重疊結(jié)構(gòu)AcceptOverlapped.hEvent = EventArrayEventTotal;/ 設(shè)置重疊結(jié)構(gòu)中的hEvent字段DataBuf.len = DATA_BUFSIZE;/ 設(shè)置緩沖區(qū)DataBuf.buf = buffer;EventTotal+;/ 事件對象總數(shù)加 4接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)回發(fā)到客戶端程序的執(zhí)行過程如下： （1）調(diào)用WSARecv()函數(shù)異步接收來自客戶端的數(shù)據(jù)，即調(diào)用該函數(shù)后，無論是否能夠接收到數(shù)據(jù)都會返回。（2）調(diào)用WSAWaitForMul

59、tipleEvents()函數(shù)在所有事件對象上等待，只要有一個事件對象變?yōu)橐咽谛艩顟B(tài)，則函數(shù)返回。（3）調(diào)用WSAGetOverlappedResult()函數(shù)獲取套接字AcceptSocket上重疊操作的狀態(tài)到AcceptOverlapped結(jié)構(gòu)體中。（4）以前面獲取到的結(jié)構(gòu)體AcceptOverlapped為參數(shù)調(diào)用WSASend()函數(shù)，向客戶端發(fā)送接收到的數(shù)據(jù)。（5）初始化事件對象、緩沖區(qū)、重疊結(jié)構(gòu)和標(biāo)識位等，以便處理下次接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的操作。8.6.6 使用完成例程來管理重疊I/O操作完成例程的語法如下：void CALLBACK CompletionROUTINE( IN DWOR

60、D dwError, IN DWORD cbTransferred, IN LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped, IN DWORD dwFlags);參數(shù)說明如下：dwError，指定lpOverlapped參數(shù)中表示的重疊操作的完成狀態(tài)。cbTransferred，指定發(fā)送的字節(jié)數(shù)。lpOverlapped，指定重疊操作的結(jié)構(gòu)體。dwFlags，返回操作結(jié)束時可能用的標(biāo)志，通?？梢栽O(shè)置為0。完成例程沒有返回值。【例8.8】演示使用完成例程方法來管理重疊I/O操作。1常量和變量定義2PER_IO_OPERATION_DATA結(jié)構(gòu)體3工作線程函數(shù)WorkerThread()