基于Socket的多线程和异步非阻塞模式编程

      刚开始接触socket的编程的时候，遇到了很多的问题，费了很大劲搞懂。其实往往都是一些比较基本的知识，但是都是很重要的，只要对其熟练的掌握后，相信对基于网络的编程会有很大的提高，呵呵。

      就拿基于C/S结构的例子来说，我们先看看服务器和客户端的流程(异常处理就省略了)：

   

     服务器：

              //初始化

               WSAData wsaData;
               int iRet=WSAStartup(MAKEWORD(1,1),&wsaData);//网络初始化，返回0则初始化成功

               m_socketServer=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);//创建服务器端套接字,INVALID_SOCKET(失败）

               //绑定到本地一个端口上 
               bind(m_socketServer ,(struct sockaddr*)&localaddr,sizeof(sockaddr))//   SOCKET_ERROR(失败)

               listen(m_socketServer, 5); //设置侦听模式

 

               //-----------------初始化完成后------------

               m_socketClient   = accept(m_socketServer,   (SOCKADDR*)&remoteAddr,   &nAddrLen); //得到一个连接

               recv(m_socketClient,buff,sizeof(buff),0);//获取数据

               send(m_socketClient,buff,sizeof(buff),0);//发送数据

         

                //关闭

                   closesocket(m_socketServer); 
                   WSACleanup();

              

    客户端：

               客户端与服务器大部分是比较类似的，如下：

                WSAData wsaData;
               int iRet=WSAStartup(MAKEWORD(1,1),&wsaData);//网络初始化，返回0则初始化成功

               m_socketServer=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);//创建服务器端套接字,INVALID_SOCKET(失败）

 

               connect(m_clientSocket,(sockaddr*)&server,sizeof(server))//连接到服务器

             

               recv............

               send...........

               closesocket...............

               WSACleanup..............

              

      

上面就是基于socket网络编程的基本流程了，具体的方法以及说明就不在这里说明了，  当然，要很好的使用socket,写出高质量的代码，了解这些还远远不够，例如：

        对应多个客户端怎么办？

        怎么实现非阻塞模式？

       我们知道，请求服务器的客服端往往不是一个的，这样就需要我们处理多个请求，如果用一个线程去做，有可能就会出现有的请求长期等待，有的请求长期占用资源....等等问题。另外，WinSock提供了两种套接字模式：锁定和非锁定。当我们使用锁定套接字的时候，例如accpet、send、recv等等，如果没有数据需要处理，这些函数都不会返回，也就是说，你的应用程序会阻塞在那些函数的调用处。而如果使用非阻塞模式，调用这些函数，不管你有没有数据到达，他都会返回。所以有可能我们在非阻塞模式里，调用这些函数大部分的情况下会返回失败，所以就需要我们来处理很多的意外出错。

 

        怎么解决这些问题呢？

  对应阻塞问题，WinSock提供了五种套接字I/O模型来解决这些问题。他们分别是select(选择)，WSAAsyncSelect(异步选择)，WSAEventSelect (事件选择，overlapped(重叠) ， completion port(完成端口) 。

        这里就讲讲(异步选择)WSAAsyncSelect:

         

          使用异步选择模式，我们可以注册各自需要的网络异步事件，然后定义一个消息函数来处理这些事件，这样所有的事件就可以交个窗口的这个消息函数去处理了。流程如下：

            1.定义消息事件：

                  #define NETWORK_EVENT WM_USER+100 //定义网络事件

            2.消息函数定义

                  afx_msg LRESULT OnNetEvent(WPARAM wParam, LPARAM lParam);//异步事件回调函数

            3.消息映射

                    ON_MESSAGE(NETWORK_EVENT,OnNetEvent)

            4.异步选择

               函数原型：

                     int PASCAL FAR WSAAsyncSelect (

                                 SOCKET s,

                                  HWND hWnd,
                                  unsigned int wMsg,

                                   long lEvent );

　　        s 标识一个需要事件通知的套接口的描述符.

　　        hWnd 标识一个在网络事件发生时需要接收消息的窗口句柄.

　　        wMsg 在网络事件发生时要接收的消息.

　　        lEvent 位屏蔽码,用于指明应用程序感兴趣的网络事件集合.
              

            详细接口说明见下：

                   http://baike.baidu.com/view/573396.htm

           

             使用：

                  例如我们在初始化服务器的时候，获得每个请求的socket客户端都是使用阻塞式的接口accept：

                  现在我们要改为非阻塞式，即有阻塞请求的时候才调用网络消息函数去处理，于是：

 

                if(WSAAsyncSelect(m_socketServer,

                                              m_hWnd,

                                             NETWORK_EVENT,

                                              FD_ACCEPT) !=0)

                {

                    MessageBox(L"注册网络异步事件失败!");

                    WSACleanup();

                    return FALSE;

                 }

               这里的注册的事件只有一个FD_ACCEPT，这里还有很多的组合，如下：

           

　　             值                             意义

　　        FD_READ      欲接收读准备好的通知.

　　        FD_WRITE    欲接收写准备好的通知.

　　        FD_OOB       欲接收带边数据到达的通知.

　　        FD_ACCEPT 欲接收将要连接的通知.

　　        FD_CONNECT 欲接收已连接好的通知.

　　        FD_CLOSE      欲接收套接口关闭的通知.

 

      5.消息函数实现

               当网络事件来的时候，就会调用到消息函数，如下：

      LRESULT CTRDoorServerDlg::OnNetEvent(WPARAM wParam, LPARAM lParam)//异步事件回调函数
{
       //调用Winsock API函数，得到网络事件类型 (以FD_开头)

    int iEvent = WSAGETSELECTEVENT(lParam);

       //调用Winsock API函数，得到发生此事件的客户端套接字

       SOCKET sClient= (SOCKET)wParam;
 

      switch(iEvent)

      {

         case FD_ACCEPT: //客户端连接请求事件 

             ....................
              break;

         case FD_CLOSE: //客户端断开事件:

              ..........................

              break;

         case FD_READ: //网络数据包到达事件 
               ......................

              break;

         case FD_WRITE: //发送网络数据事件

               ........................

             break;

          default:
             break;

       }
   return 0;
}        

 

 

当然服务器主要就是处理连接，如果想处理客户端的网络事件的话，则可以在当服务器每次得到一个连接请求的时候加入代码：

 

 在上面的函数OnNetEvent中：

          case FD_ACCEPT: //客户端连接请求事件 

             {

                  sockaddr_in   remoteAddr;     
                   int   nAddrLen   =   sizeof(remoteAddr);  

                    //   接受一个新连接   
                    SOCKET socketClient   = accept(m_socketServer,   (SOCKADDR*)&remoteAddr,   &nAddrLen);

                    if(m_socketClient == INVALID_SOCKET)  
                  {  
                       return FALSE;
                 }

                  if(WSAAsyncSelect(socketClient, m_hWnd, NETWORK_EVENT,

                    FD_READ|FD_WRITE) !=0) //给先得客户端注册了读写事件
                   {
                     return FALSE;
                   }  

             }
              break;

 

     这里socketClient 可以设计为成员数组也可以，呵呵，看具体情况而定吧。

     这样客户端的读写事件也就交个消息函数：OnNetEvent 了。

 

多线程处理：

 

    上面我们看到，每个客户端的网络事件函数让一个消息函数去处理，这样主线程的任务可就太大了，当客户端多了的时候就会有点吃不消的了，呵呵，那么让我们小修改一下，就可以让另外的线程去搞定它了,如下：

      线程函数：

        DWORD  WINAPI SocketThread(PVOID pvParam)
        {
        SOCKET* sock= (SOCKET*)pvParam;
          //为空时返回
           if(NULL == sock)
                 return 0;

            while (true) {
                         char buff[1024];
                         int iRecvLen=recv(sock,buff,1024,0);//接受数据并处理

                          //do something.............

                        Sleep(100);
                   }
                 return(0);
             }

 

        //创建线程

       

     在上面的函数OnNetEvent中，加入代码：

 

      case FD_ACCEPT: //客户端连接请求事件
  {
       sockaddr_in   remoteAddr;    
       int   nAddrLen   =   sizeof(remoteAddr);  

       //   接受一个新连接  
       m_socketClient   = accept(m_socketServer,   (SOCKADDR*)&remoteAddr,   &nAddrLen);

      if(m_socketClient == INVALID_SOCKET)  
      {  
          return FALSE;
       }

      

      SOCKET * s=&m_socketClient;
      //创建线程
      DWORD dwThreadID;
        CreateThread(NULL, 0, RecvMsgThread, s, 0, &dwThreadID);

  }
  
  break;

 

 

  这样所有的事情就可以叫给线程去处理了。

 

 

当然，要学好网络编程还要学习很多东西，得不断努力呀，一起加油，请多指教！！！！！