Windows 的 WSAAsyncSelect 网络通信模型
Windows 的 WSAAsyncSelect 网络通信模型
WSAAsyncSelect ** 是 Windows 系统非常常用一个网络通信模型，它的原理是将 socket 句柄绑定到一个 Windows 窗口上并利于 Windows 的窗口消息机制实现了网络有消息时调用窗口函数。WSAAsyncSelect ** 函数签名如下：
int WSAAsyncSelect(
SOCKET s,
HWND hWnd,
u_int wMsg,
long lEvent
);参数 s 和 hwnd 是需要绑定在一起的 socket 句柄和窗口句柄，参数 uMsg 是自定义的一个窗口消息，socket 有事件时会产生这个消息类型，为了避免与 Windows 内置消息冲突，通常这个消息值应该在 WM_USER 基础之上定义（如 WM_USER + 1），参数 lEvent 即 要监听的 socket 事件类型，它的取值是上一小节介绍的 FD_XXX 系列。函数调用成功返回 0 值，调用失败返回 SOCKET_ERROR（-1）。
WSAAsyncSelect 如果设置了 lEvent 值（非 0），会自动将参数 s 对应的 socket 设置为非阻塞模式；反之，如果设置 lEvent = 0 会自动将 socket 变回阻塞模式。
示例代码
测试环境
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测试环境：
服务端 ：vs2019
客户端：linux ubuntu 1804 64位 NC命令模拟客户端
-
服务端创建类型: window应用程序（创建时选择 Windws桌面向导）
我们来看一个具体的示例代码：
// WSAAsyncSelect.cpp : Defines the entry point for the application.
//
#include "stdafx.h"
#include
#include "WSAAsyncSelect.h"
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
//socket 消息
#define WM_SOCKET WM_USER + 1
//当前在线用户数量
int g_nCount = 0;
SOCKET InitSocket();
ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance);
HWND InitInstance(HINSTANCE hInstance, int nCmdShow);
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam);
LRESULT OnSocketEvent(HWND hWnd, WPARAM wParam, LPARAM lParam);
int APIENTRY _tWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPTSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
{
UNREFERENCED_PARAMETER(hPrevInstance);
UNREFERENCED_PARAMETER(lpCmdLine);
SOCKET hListenSocket = InitSocket();
if (hListenSocket == INVALID_SOCKET)
return 1;
MSG msg;
MyRegisterClass(hInstance);
HWND hwnd = InitInstance(hInstance, nCmdShow);
if (hwnd == NULL)
return 1;
//利用 WSAAsyncSelect 将侦听 socket 与 hwnd 绑定在一起
if (WSAAsyncSelect(hListenSocket, hwnd, WM_SOCKET, FD_ACCEPT) == SOCKET_ERROR)
return 1;
while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
{
TranslateMessage(&msg);
DispatchMessage(&msg);
}
closesocket(hListenSocket);
WSACleanup();
return (int) msg.wParam;
}
SOCKET InitSocket()
{
//1. 初始化套接字库
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
wVersionRequested = MAKEWORD(1, 1);
int nError = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
if (nError != 0)
return INVALID_SOCKET;
if (LOBYTE(wsaData.wVersion) != 1 || HIBYTE(wsaData.wVersion) != 1)
{
WSACleanup();
return INVALID_SOCKET;
}
//2. 创建用于监听的套接字
SOCKET hListenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
SOCKADDR_IN addrSrv;
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);
addrSrv.sin_family = AF_INET;
addrSrv.sin_port = htons(6000);
//3. 绑定套接字
if (bind(hListenSocket, (SOCKADDR*)&addrSrv, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR)
{
closesocket(hListenSocket);
WSACleanup();
return INVALID_SOCKET;
}
//4. 将套接字设为监听模式，准备接受客户请求
if (listen(hListenSocket, SOMAXCONN) == SOCKET_ERROR)
{
closesocket(hListenSocket);
WSACleanup();
return INVALID_SOCKET;
}
return hListenSocket;
}
ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance)
{
WNDCLASSEX wcex;
wcex.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
wcex.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
wcex.lpfnWndProc = WndProc;
wcex.cbClsExtra = 0;
wcex.cbWndExtra = 0;
wcex.hInstance = hInstance;
wcex.hIcon = LoadIcon(hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDI_WSAASYNCSELECT));
wcex.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
wcex.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW+1);
wcex.lpszMenuName = NULL;
wcex.lpszClassName = _T("DemoWindowCls");
wcex.hIconSm = LoadIcon(wcex.hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDI_SMALL));
return RegisterClassEx(&wcex);
}
HWND InitInstance(HINSTANCE hInstance, int nCmdShow)
{
HWND hWnd = CreateWindow(_T("DemoWindowCls"), _T("DemoWindow"), WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, NULL, NULL, hInstance, NULL);
if (!hWnd)
return NULL;
ShowWindow(hWnd, nCmdShow);
UpdateWindow(hWnd);
return hWnd;
}
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
int wmId, wmEvent;
PAINTSTRUCT ps;
HDC hdc;
switch (uMsg)
{
case WM_SOCKET:
return OnSocketEvent(hWnd, wParam, lParam);
case WM_PAINT:
hdc = BeginPaint(hWnd, &ps);
// TODO: Add any drawing code here...
EndPaint(hWnd, &ps);
break;
case WM_DESTROY:
PostQuitMessage(0);
break;
default:
return DefWindowProc(hWnd, uMsg, wParam, lParam);
}
return 0;
}
LRESULT OnSocketEvent(HWND hWnd, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
SOCKET s = (SOCKET)wParam;
int nEventType = WSAGETSELECTEVENT(lParam);
int nErrorCode = WSAGETSELECTERROR(lParam);
if (nErrorCode != 0)
return 1;
switch (nEventType)
{
case FD_ACCEPT:
{
//调用accept函数处理接受连接事件;
SOCKADDR_IN addrClient;
int len = sizeof(SOCKADDR);
//等待客户请求到来
SOCKET hSockClient = accept(s, (SOCKADDR*)&addrClient, &len);
if (hSockClient != SOCKET_ERROR)
{
//产生的客户端socket，监听其 FD_READ/FD_CLOSE 事件
if (WSAAsyncSelect(hSockClient, hWnd, WM_SOCKET, FD_READ | FD_CLOSE) == SOCKET_ERROR)
{
closesocket(hSockClient);
return 1;
}
g_nCount++;
TCHAR szLogMsg[64];
wsprintf(szLogMsg, _T("a client connected, socket: %d, current: %d\n"), (int)hSockClient, g_nCount);
OutputDebugString(szLogMsg);
}
}
break;
case FD_READ:
{
char szBuf[64] = { 0 };
int n = recv(s, szBuf, 64, 0);
if (n > 0)
{
OutputDebugStringA(szBuf);
}
else if (n <= 0)
{
g_nCount--;
TCHAR szLogMsg[64];
wsprintf(szLogMsg, _T("a client disconnected, socket: %d, current: %d\n"), (int)s, g_nCount);
OutputDebugString(szLogMsg);
closesocket(s);
}
}
break;
case FD_CLOSE:
{
g_nCount--;
TCHAR szLogMsg[64];
wsprintf(szLogMsg, _T("a client disconnected, socket: %d, current: %d\n"), (int)s, g_nCount);
OutputDebugString(szLogMsg);
closesocket(s);
}
break;
}// end switch
return 0;
}
在 Visual Studio 中编译该程序，然后在另外一台 Linux 机器上使用 nc 命令模拟几个客户端，模拟命令如下：
//本地电脑ip地址：192.168.43.92
shixun9211@ubuntu:~$ nc -v 192.168.43.92 6000
Connection to 192.168.43.92 6000 port [tcp/x11] succeeded!
hello
world
Windows 服务程序的输出是使用 OutputDebugString 函数来输出到 Visual Studio 的 Output 窗口中去的，所以需要在调试模式下运行服务程序。Output 窗口 输出效果如下：
上述代码中有几个地方需要注意：
-
当产生了 WM_SOCKET 消息时，消息携带的参数 wParam 的值是产生网络事件的 socket 句柄值，参数 lParam 分为两段，高 16 位（bit）（2 字节）是网络错误码（0 为没有错位），低 16 位（bit）（2 字节）是网络事件类型，Windows 专门为了取得这两个值分别定义了宏 WSAGETSELECTERROR 和 WSAGETSELECTEVENT。
#define WSAGETSELECTEVENT(lParam) LOWORD(lParam) #define WSAGETSELECTERROR(lParam) HIWORD(lParam) -
对于侦听 socket， 我们这里只关注其 FD_CONNECT 事件，对于普通 socket 我们关注其 FD_READ 和 FD_CLOSE 事件。
mfc 中的 CAsyncSocket 类的实现就是基于 WSAAsyncSelect 这个函数封装的。