网络编程（57）—— Windows下使用CAsyncSocket搭建回声服务端和客户端

一、 引言

        CAsyncSocket是MFC中对WSAAsyncSelect异步非阻塞通知IO的一个封装类。我们在《Windows下使用WSAAsyncSelect实现窗口处理socket消息》一文中讨论过WSAAsyncSelect的用法，知道它绑定一个窗口到一个socket，并注册了我们自定义的消息和需要监视的IO事件类型（FD_ACCEPT、FD_READ、FD_WRITE等等）。当绑定的socket发生注册的IO事件后，操作系统会给上述窗口发送我们自定义的消息，而接下来我们就可以针对事件类型而做不同的处理。CAsyncSocket就是将WSAAsyncSelect进行了封装，内部使用了一个不可见的窗口并隐藏了注册绑定过程，其内部实现原理和WSAAsyncSelect的使用相同。

  下面主要讨论下CAsyncSocket的用法，我们要实现的效果是，创建一个都带界面的服务端和客户端。客户端允许用户输入字符串，然后发送给服务端端，服务端接收客户端的字符串后原样返回，在客户端界面上显示。

二、 CAsyncSocket的主要成员介绍

          CAsyncSocket主要包含以下成员：

BOOL Create( UINT nSocketPort = 0, int nSocketType = SOCK_STREAM, long lEvent = FD_READ | FD_WRITE | FD_OOB | FD_ACCEPT | FD_CONNECT | FD_CLOSE, LPCTSTR lpszSocketAddress = NULL );

        我们用Create创建一个异步socket对象，在Create的参数中我们可以指定端口号、协议类型、注册的事件类型、IP地址。如果你不想传参，Create提供了默认形参；如果你想要修改，可以使用CAsyncSocket提供的Bind、AsyncSelect等接口进行修改。

BOOL Listen( int nConnectionBacklog = 5 );

        用来开启监听。

virtual BOOL Accept( CAsyncSocket& rConnectedSocket, SOCKADDR* lpSockAddr = NULL, int* lpSockAddrLen = NULL );

       用来接收客户端连接

BOOL Connect( LPCTSTR lpszHostAddress, UINT nHostPort );

      用来连接服务端。

virtual void OnAccept( int nErrorCode );
virtual void OnClose ( int nErrorCode );
virtual void OnConnect ( int nErrorCode );
virtual void OnReceive ( int nErrorCode );
virtual void OnSend ( int nErrorCode );

       上述函数都是系统的回调函数，在socket发生相应的IO事件时进行调用。它们都被定义成了虚函数，需要我们进行继承，并进行相应的处理。

三、封装CAsyncSocket的派生类

       在使用CAsyncSocket时我们需要定义自己的CAsyncSocket派生类，在派生类中我们通过继承虚函数的形式可以自由的处理各类socket的io事件，我们定义的类名称叫做CMySocket：

class CMySocket : public CAsyncSocket
{
    ....
}

       在CMySocket中，我们定义一个CWnd*类型的成员变量用来接收服务端和客户端窗口的指针：

    CWnd* m_pWnd;

     我们重载OnAccept等回调函数，在每个函数中向m_pWnd发送自定义的消息，这样我们在服务端和客户端的窗口处理函数中就可以处理这些消息。

void CMySocket::OnAccept(int nErrorCode)
{
	int param=ACCEPT;
	if(m_pWnd!=NULL)
		m_pWnd->SendMessage(WM_MYSOCKET,(WPARAM)this,(LPARAM)¶m);
	CAsyncSocket::OnAccept(nErrorCode);
}

void CMySocket::OnReceive(int nErrorCode)
{
	int param=RECIEVE;
	if(m_pWnd!=NULL)
		m_pWnd->SendMessage(WM_MYSOCKET,(WPARAM)this,(LPARAM)¶m);
	CAsyncSocket::OnReceive(nErrorCode);
}

void CMySocket::OnClose(int nErrorCode)
{
	int param=CLOSE;
	if(m_pWnd!=NULL)
		m_pWnd->SendMessage(WM_MYSOCKET,(WPARAM)this,(LPARAM)¶m);
	CAsyncSocket::OnClose(nErrorCode);
}

void CMySocket::OnConnect(int nErrorCode)
{
	int param=CONNECT;
	if(m_pWnd!=NULL)
		m_pWnd->SendMessage(WM_MYSOCKET,(WPARAM)this,(LPARAM)¶m);
	CAsyncSocket::OnConnect(nErrorCode);
}

void CMySocket::OnSend(int nErrorCode)
{
	int param=SEND;
	if(m_pWnd!=NULL)
		m_pWnd->SendMessage(WM_MYSOCKET,(WPARAM)this,(LPARAM)¶m);
	CAsyncSocket::OnSend(nErrorCode);
}

       可以看到，在上述每个虚函数中，我们都调用m_pWnd的SendMessage函数向系统的消息队列中发送了自定义的WM_MYSOCKET消息。并通过WPARAM和LPARAM参数把当前的CMySocket对象和代表事件类型的宏附加到消息的参数中。

四、在客户端和服务端中添加消息处理函数

       在服务端我们自定义WM_MYSOCKET的消息处理函数如下：

afx_msg LRESULT CServDlg::OnMysocket(WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
	CMySocket* pservSock=(CMySocket*)wParam;
	CMySocket* pClntSock=new CMySocket();
	SOCKADDR_IN clntAddr;
	int clntAddrSz=sizeof(clntAddr);
	int param=*((int*)(lParam));
	int recvLen;
	char buf[BUF_SIZE];
	switch(param)
	{
	case ACCEPT:
		{
			pservSock->Accept(*pClntSock,(SOCKADDR*)&clntAddr,&clntAddrSz);
			pClntSock->m_pWnd=this;
			m_pClnts.AddTail(pClntSock);
		}
		break;
	case RECIEVE:
		{
			int strLen =pservSock->Receive(buf,BUF_SIZE,0);
			pservSock->Send(buf,strLen,0);

		}
		break;
	default:
		break;
	}
	return 0;
}

        在上述消息处理函数中我们new了一个客户端socket的指针：

CMySocket* pClntSock=new CMySocket();

       在这里我们不可以将客户端的socket声明为局部变量，因为CAsyncSocket对象离开作用域中会调用析构函数进行析构。如果我们这里在栈中创建一个clntSock而非new一个pClntSock，在OnMysocket调用结束后，已经连接的客户端socket会自动断开连接，后续将无法进行send和receive等操作。

       在处理ACCEPT消息时，我们调用了Accept函数，这里和普通的accept函数类似，我们获取到了连接到服务端的pClntSock，接下来将窗口的this指针赋值给了pClntSock的m_pWnd，这点很重要，因为我们在调用pservSock->Send(buf,strLen,0)进行数据的发送时，Send函数内部实际上会调用pClntSock的OnSend回调函数，我们需要在这个回调函数中向pClntSock的m_pWnd发送自定义消息。

        在客户端中，我们也要添加一个自定义消息的处理函数：

afx_msg LRESULT CClntDlg::OnMysocket(WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
	CMySocket* pSock=(CMySocket*)wParam;
	int param=*((int*)(lParam));
	int recvLen;
	char buf[BUF_SIZE];
	switch(param)
	{
	case RECIEVE:
		{
			int strLen = pSock->Receive(buf,BUF_SIZE-1,0);
			buf[strLen]=0;
			CString str;
			str.Format("%s",buf);
			m_recv.SetWindowText(str);
		}
		break;
	default:
		break;
	}
	return 0;
}

       上述内容，只是对几处关键性的代码进行了解释，若需要全部的代码，请自行从Github下载，服务端和客户端的运行效果如下：

客户端：

客户端：

 Github位置：
https://github.com/HymanLiuTS/NetDevelopment
克隆本项目：
git clone [email protected]:HymanLiuTS/NetDevelopment.git
获取本文源代码：
git checkout NL57