WSAEventSelect模型编程 详解
WSAEventSelect模型编程
WSAEventSelect模型编程
这个模型是一个简单的异步事件模型，使用起来比较方便，现在说一下其的具体的用法和需要注意的地方。
一，模型的例程（服务端）：
先举一个王艳平网络通信上的例子：
//////////////////////////////////////////////////
// WSAEventSelect文件
#include "initsock.h"
#include <stdio.h>
#include <iostream.h>
#include <windows.h>
// 初始化Winsock库
CInitSock theSock;
int main()
{
// 事件句柄和套节字句柄表
WSAEVENT eventArray[WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS];
SOCKET sockArray[WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS];
int nEventTotal = 0;
USHORT nPort = 4567; // 此服务器监听的端口号
// 创建监听套节字
SOCKET sListen = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
sockaddr_in sin;
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_port = htons(nPort);
sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;
if(::bind(sListen, (sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) == SOCKET_ERROR)
{
printf(" Failed bind() \n");
return -1;
}
::listen(sListen, 5);
// 创建事件对象，并关联到新的套节字
WSAEVENT event = ::WSACreateEvent();
::WSAEventSelect(sListen, event, FD_ACCEPT|FD_CLOSE);
// 添加到表中
eventArray[nEventTotal] = event;
sockArray[nEventTotal] = sListen;
nEventTotal++;
// 处理网络事件
while(TRUE)
{
// 在所有事件对象上等待
int nIndex = ::WSAWaitForMultipleEvents(nEventTotal, eventArray, FALSE, WSA_INFINITE, FALSE);
// 对每个事件调用WSAWaitForMultipleEvents函数，以便确定它的状态
nIndex = nIndex - WSA_WAIT_EVENT_0;
for(int i=nIndex; i<nEventTotal; i++)
{
nIndex = ::WSAWaitForMultipleEvents(1, &eventArray[i], TRUE, 1000, FALSE);
if(nIndex == WSA_WAIT_FAILED || nIndex == WSA_WAIT_TIMEOUT)
{
continue;
}
else
{
// 获取到来的通知消息，WSAEnumNetworkEvents函数会自动重置受信事件
WSANETWORKEVENTS event;
::WSAEnumNetworkEvents(sockArray[i], eventArray[i], &event);
if(event.lNetworkEvents & FD_ACCEPT) // 处理FD_ACCEPT通知消息
{
if(event.iErrorCode[FD_ACCEPT_BIT] == 0)
{
if(nEventTotal > WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS)
{
printf(" Too many connections! \n");
continue;
}
SOCKET sNew = ::accept(sockArray[i], NULL, NULL);
WSAEVENT event = ::WSACreateEvent();
::WSAEventSelect(sNew, event, FD_READ|FD_CLOSE|FD_WRITE);
// 添加到表中
eventArray[nEventTotal] = event;
sockArray[nEventTotal] = sNew;
nEventTotal++;
}
}
else if(event.lNetworkEvents & FD_READ) // 处理FD_READ通知消息
{
if(event.iErrorCode[FD_READ_BIT] == 0)
{
char szText[256];
int nRecv = ::recv(sockArray[i], szText, strlen(szText), 0);
if(nRecv > 0)
{
szText[nRecv] = '\0';
printf("接收到数据：%s \n", szText);
}
}
}
else if(event.lNetworkEvents & FD_CLOSE) // 处理FD_CLOSE通知消息
{
if(event.iErrorCode[FD_CLOSE_BIT] == 0)
{
::closesocket(sockArray[i]);
for(int j=i; j<nEventTotal-1; j++)
{
sockArray[j] = sockArray[j+1];
sockArray[j] = sockArray[j+1]; //这个是个BUG，应为： eventArray[j] = eventArray[j+1];还真没注意，直到同事提 起才注意到。
}
nEventTotal--;
}
}
else if(event.lNetworkEvents & FD_WRITE) // 处理FD_WRITE通知消息
{
}
}
}
}
return 0;
}
二、例程的分析
1、事件的创建和绑定
前面的一些设置我们略过，从WSAEVENT 开始说起，跟踪发现在winsock2.h中有如下定义：
#define WSAEVENT HANDLE
这个事件说明是一个句柄，我们知道在事件中有两种状态，一种是手动处理事件，一种是自动的，这里使用WSACreateEvent()这个函数创建返回的事件句柄，正常的返回的情况下，其创建的是一个手工处理的句柄，否则，其返回WSA_INVALID_EVENT，表明创建未成功，如果需要知道更多的信息WSAGetLastError()这个函数来得到具体的信息出错代码。这里埋伏下了一个雷，为什么创建的是手工处理的事件（manually reset ），那后面为什么没有WSAResetEvent()这个函数来处理事件，先记下。
然后接着讲，
::WSAEventSelect(sListen, event, FD_ACCEPT|FD_CLOSE); // 添加到表中 eventArray[nEventTotal] = event; sockArray[nEventTotal] = sListen; nEventTotal++;
将事件绑定到监听的套接字上，这里我们只对这个套接字的接收和关闭两个消息有兴趣，所以只监听这两个消息，那别的读写啥的呢，不要急，慢慢向下看。eventArray和sockArray，定义的是WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS大小，而在头文件中#define WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS (MAXIMUM_WAIT_OBJECTS)， 后者被定义成64，这也是需要注意的一点，这个模型单线程只能处理最多64个事件，再多就只能用多线程了，不过，这里重点说明一下，这个模型即使你使用多线程， 最多也只能处理1200个左右的处理量（正常情况），否则，会造成整个程序的性能下降，至于怎么下降，还真没有真正的测试，只是从书上和资料上看是这么讲的。
接着原来，程序然后进入了死循环，在这个循环里，因为是简单的使用嘛，所以很多的异常并没有进行控制，但是为了说明用法，就得简单一些不是么？
2、事件的监听和控制处理
2.1 事件的监听
int nIndex = ::WSAWaitForMultipleEvents(nEventTotal, eventArray, FALSE, WSA_INFINITE, FALSE); nIndex = nIndex - WSA_WAIT_EVENT_0;
先说这个索引为什么要减去WSA_WAIT_EVENT_0这个值，因为事件的起始值在内核中是进行定义了的，不过，在这里这个东西最终定义仍然是0。然后我们看这个函数
::WSAWaitForMultipleEvents(nEventTotal, eventArray, FALSE, WSA_INFINITE, FALSE),
这个函数用来监听多个事件（就是上面我们绑定的事件）的状态，有状态或者是事件被触发，就会返回，否则会按照你设置的参数进行操作。
前面两个参数，第一个是监听的数量，最小是一，MSDN上有，第二是一个事件的数组，第三个是精彩的去处，如果设置成TRUE，那么只有这第二个事件数组中的所有的事件都受信或者说触发，才会动作，如果是FALSE呢，则只要有一个就可以动作。第五个是超时设置，可以是0，是WSA_INFINITE，也可以是其它的数值，这里有一个问题，如果设置为0会造成程序的CPU占用率过高，WSA_INFINITE则可能会出现在等待数量为一个字时，且第三个参数设置为TRUE，产生死套接字的长期阻塞。所以还是设置成一个经验值为好，至于这个经验值是多少，看你的程序的具体的应用了。
其实这个函数本质还是调用WaitForMulipleObjectsEx这个函数，MSDN上讲WSAEventSelect模型在等待时不占用CPU时间，就是这个原因，所以其比阻塞的SOCKET通信要效率高很多，其实那个消息的模型WSAAsycSelect和这个事件的模型也差不多，异曲同工之妙吧。不过适用范围是有区别的，这个可以用在WINCE上。消息则不行。
这里就又引出一个注意点，在这个模型里，如果同时有几个事件受信，或者说触发，那么nIndex = ::WSAWaitForMultipleEvents()只返回最前面的一个事件，那么怎么解决其后面的呢，书上有曰：多次循环调用这个就可以了，所以才会引出下面的再次在for循环里调用
nIndex = ::WSAWaitForMultipleEvents(1, &eventArray[i], TRUE, 1000, FALSE);
注意这里参数的变化，数量为1，事件为[i]，但事件会不断的增长，全面受信改成了TRUE，超时为1000，最后的这个参数在这里只能设置成FALSE，具体为什么查MSDN去。
如果这里我们处理的不好，如果把1000改成无限等待的话，就可以出现上面说的死套接字的无限阻塞，也就是说如果一个套接字死掉了，你没有在事件队伍里删除他，那么他就会一直在这儿阻塞，即使后面有事件也无法得到响应，但是，如果你的套接字只有一个连接的话，就没有什么了，可以改成无限等待。不过，最好还是别这样，因为如果你处理一个失误，就会产生死的套接字（比如重连，但你没有删除先前无用的套接字）。
用两个::WSAWaitForMultipleEvents函数，
一个用来处理监听多个事件数组，一个用来遍历每个数组事件，
防止出现丢失响应的现象，所以其参数的设置是不同的，一定要引起注意。
2.2事件的处理
然后戏又来了，上面说的读写监听呢，就在这里出现了，包括上面埋伏下的一个雷，也在这里处理了：
首先调用::WSAEnumNetworkEvents(sockArray[i], eventArray[i], &event)，把上面的雷给拆了，
::WSAEnumNetworkEvents会自动重置事件，
然后得到事件的索引或者说ID，
if(event.lNetworkEvents & FD_ACCEPT) // 处理FD_ACCEPT通知消息
{
if(event.iErrorCode[FD_ACCEPT_BIT] == 0)
{
if(nEventTotal > WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS)
{
printf(" Too many connections! \n");
continue;
}
SOCKET sNew = ::accept(sockArray[i], NULL, NULL);
WSAEVENT event = ::WSACreateEvent();
::WSAEventSelect(sNew, event, FD_READ|FD_CLOSE|FD_WRITE);
// 添加到表中
eventArray[nEventTotal] = event;
sockArray[nEventTotal] = sNew;
nEventTotal++;
}
}
代码里重新调用了事件创建和事件绑定函数，并且将两个数组自动增大，最最重要的是我们终于看到了，FD_READ|FD_CLOSE|FD_WRITE，
明白了吧，这个简单的程序的本质其实是将 读 写 和 接收关闭 的套接字混合到了一起，
而在后面的服务器例程里，我们发现，这个已经拆开，并且重新手动设置受信的事件，调用了::ResetEvent(event)。这样不就完美的拆除了上面的雷么。
2.3 其它处理方法
当程序继续循环到最外层时，::WSAWaitForMultipleEvents无限等待所有的事件，只要有一个事件响应，就会进入到下一层循环，如果是接收就重复上述的动作，如果是读写就进入：
else if(event.lNetworkEvents & FD_READ) // 处理FD_READ通知消息
{
if(event.iErrorCode[FD_READ_BIT] == 0)
{
char szText[256];
int nRecv = ::recv(sockArray[i], szText, strlen(szText), 0);
if(nRecv > 0)
{
szText[nRecv] = '\0';
printf("接收到数据：%s \n", szText);
}
}
}
else if(event.lNetworkEvents & FD_CLOSE) // 处理FD_CLOSE通知消息
{
if(event.iErrorCode[FD_CLOSE_BIT] == 0)
{
::closesocket(sockArray[i]);
for(int j=i; j<nEventTotal-1; j++)
{
sockArray[j] = sockArray[j+1];
sockArray[j] = sockArray[j+1];
}
nEventTotal--;
}
}
else if(event.lNetworkEvents & FD_WRITE) // 处理FD_WRITE通知消息
{
}
如此往复，不就达到了不断接收连接和处理数据的问题么。
这里还重复一下，网上很多程序都没有处理多个事件同时受信的情况，在网上和各种资料中，也有的只使用一个::WSAWaitForMultipleEvents函数，但参数的设置得重新来过，而且得小心的处理各种的事件和异常的发生。可能在小并发量和小数据量时没有问题，但并发一多数据一大，可能会出现丢数据的问题，没有做过测试，但可能是很大的。否则不会说遍历调用这个函数了。
2.4 FD_WRITE 事件的触发
这里得罗嗦两句FD_WRITE 事件的触发，前面的都好理解，主要是啥时候儿会触发这个事件呢，我们在一开始只对接收和关闭进行了监听，为什么没有这个FD_WRITE事件的
监听呢，
这就引出了下面的东东：（从一个网友那转来）
下面是MSDN中对FD_WRITE触发机制的解释：
The FD_WRITE network event is handled slightly differently. An FD_WRITE network event is recorded when a socket is first connected with connect/WSAConnect or
accepted with accept/WSAAccept, and then after a send fails with WSAEWOULDBLOCK and buffer space becomes available. Therefore, an application can assume that
sends are possible starting from the first FD_WRITE network event setting and lasting until a send returns WSAEWOULDBLOCK. After such a failure the
application will find out that sends are again possible when an FD_WRITE network event is recorded and the associated event object is set
FD_WRITE事件只有在以下三种情况下才会触发
①client 通过connect（WSAConnect）首次和server建立连接时，在client端会触发FD_WRITE事件
②server通过accept（WSAAccept）接受client连接请求时，在server端会触发FD_WRITE事件
③send（WSASend）/sendto（WSASendTo）发送失败返回WSAEWOULDBLOCK，并且当缓冲区有可用空间时，则会触发FD_WRITE事件
①②其实是同一种情况，在第一次建立连接时，C/S端都会触发一个FD_WRITE事件。
主要是③这种情况：send出去的数据其实都先存在winsock的发送缓冲区中，然后才发送出去，如果缓冲区满了，那么再调用send（WSASend,sendto,WSASendTo）的话，就会返回一个 WSAEWOULDBLOCK的错误码，接下来随着发送缓冲区中的数据被发送出去，缓冲区中出现可用空间时，一个 FD_WRITE 事件才会被触发，这里比较容易混淆的是 FD_WRITE 触发的前提是 缓冲区要先被充满然后随着数据的发送又出现可用空间，而不是缓冲区中有可用空间，也就是说像如下的调用方式可能出现问题
else if(event.lNetworkEvents & FD_WRITE)
{
if(event.iErrorCode[FD_WRITE_BIT] == 0)
{
send(g_sockArray[nIndex], buffer, buffersize);
....
}
else
{
}
}
问题在于建立连接后 FD_WRITE 第一次被触发， 如果send发送的数据不足以充满缓冲区，虽然缓冲区中仍有空闲空间，但是 FD_WRITE 不会再被触发，程序永远也等不到可以发送的网络事件。
基于以上原因，在收到FD_WRITE事件时，程序就用循环或线程不停的send数据，直至send返回WSAEWOULDBLOCK，表明缓冲区已满，再退出循环或线程。
当缓冲区中又有新的空闲空间时，FD_WRITE 事件又被触发，程序被通知后又可发送数据了。
上面代码片段中省略的对 FD_WRITE 事件处理
else if(event.lNetworkEvents & FD_WRITE)
{
if(event.iErrorCode[FD_WRITE_BIT] == 0)
{
while(TRUE)
{
// 得到要发送的buffer，可以是用户的输入，从文件中读取等
GetBuffer....
if(send(g_sockArray[nIndex], buffer, buffersize, 0) == SOCKET_ERROR)
{
// 发送缓冲区已满
if(WSAGetLastError() == WSAEWOULDBLOCK)
break;
else
ErrorHandle...
}
}
}
else
{
ErrorHandle..
break;
}
}
如果你不是大数据量的不断的发送数据，建议你忽略这个事件，毕竟缓冲区不是很容易被弄满的，结果就是你的发送事件无法完成。
2.5异常的处理
主要是0个连接时，处理CPU的占用率的问题，以及在多于64个事件时的监听处理问题。而且包括上面讲的，没有双循环时的多事件同时受信的问题。
这个大家可以看王艳平的书，说得很清楚，需要注意的是在他的主服务程序里，使用的是int nRet = ::WaitForSingleObject(event, 5*1000);
其它的难度主要是面向对象的设计封装要弄明白，如果这个弄明白知道封装SOCKET和THREAD结构体的目的是什么，再照着书上看就不会有错了，
如果做一个介于书上两种代码间的小框架，可以用一个线程来监听ACCEPT和CLOSE事件，另外的线程监听小于64个的读写等事件，一般的小的SOCKET通信应该就没有什么问题了。重要的是你要把这个服务端封装好，有时间做一下。
三、例程（客户端）
先上一段代码：
DWORD WINAPI Connect(LPVOID lpParam)
{
//////////////////第1步:初始化,创建,连接套接字//////////////////
WSADATA WsaData;int err;
err = WSAStartup (0x0002, &WsaData);if(err!=0) return 1; //0x0002代表版本2.0
socket_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(socket_client==INVALID_SOCKET){AfxMessageBox("创建套接字错误!\n");return 1;}
SOCKADDR_IN sconnect_pass;
sconnect_pass.sin_family=AF_INET;
sconnect_pass.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr("127.0.0.1");
sconnect_pass.sin_port=htons(55551);
if (SOCKET_ERROR==connect(socket_client,(SOCKADDR*)&sconnect_pass,sizeof(SOCKADDR)))
{
AfxMessageBox("连接服务端错误\n");
return 1;
}
else
{
//将套接口s置于”非阻塞模式“
u_long u1=1;//0为保持默认的阻塞,非0表示改为非阻塞
ioctlsocket(socket_client,FIONBIO,(u_long*)&u1);
//--------------①创建事件对象-----------------
WSAEVENT ClientEvent=WSACreateEvent();
if (ClientEvent==WSA_INVALID_EVENT)
{
#ifdef _DEBUG
::OutputDebugString("创建事件错误!\n");
#endif // _DEBUG
AfxMessageBox("WSACreateEvent() Failed,Error=【%d】\n");
return 1;
}
//--------------②网络事件注册------------
int WESerror=WSAEventSelect(socket_client,ClientEvent,FD_READ|FD_CLOSE);
if (WESerror==INVALID_SOCKET)
{
#ifdef _DEBUG
::OutputDebugString("网络事件注册错误!\n");
#endif // _DEBUG
AfxMessageBox("WSAEventSelect() Failed,Error=【%d】\n");
return -1;
}
//-----------准备工作---------------
//WSAWaitForMultipleEvents只能等待64个事件,若想更多,则创建额外的工作线程
SOCKET sockArray[WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS]; WSAEVENT eventArray[WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS];
int nEventCount = 0;
sockArray[0]=socket_client; eventArray[nEventCount]=ClientEvent;
nEventCount++;//事件个数+1,第1次等待1个事件,注意WSAWaitForMultipleEvents的参数1是动态
int t=1;//超时次数
//------------循环处理-------------
while (1)
{
//---------------⑦等待事件对象--------------
int nIndex=WSAWaitForMultipleEvents(nEventCount,eventArray,FALSE,40000,FALSE);//参数1:注意是动态增减的,不能固定死 .注:参数1与2本质一样,但数值不一样.如果参
数1为1个,那么数组括号内[]为0
//参数3:参数1中的任何一个有消息进来,都立刻停止阻塞,运行下一步操作
AfxMessageBox("响应事件,进入下一步\n");//进来时为0,响应时为对应的数组标签号
if (nIndex==WSA_WAIT_FAILED)//------7.1调用失败---------
{
AfxMessageBox("WSAEventSelect调用失败\n");
break;//退出while(1)循环
}
else if (nIndex==WSA_WAIT_TIMEOUT)//-------7.2超时---------
{
if (t<3)
{
AfxMessageBox("第【%d】次超时\n");
t++;
continue;
}
else
{
AfxMessageBox("第【%d】次超时，退出\n");
break;
}
}
//---------------7.3网络事件触发事件对象句柄的工作状态--------
else
{
WSANETWORKEVENTS event;//该结构记录网络事件和对应出错代码
//---------⑧网络事件查询-----------
WSAEnumNetworkEvents(sockArray[nIndex-WSA_WAIT_EVENT_0],NULL,&event);
WSAResetEvent(eventArray[nIndex-WSA_WAIT_EVENT_0]);
if (event.lNetworkEvents&FD_READ) //-------8.2处理FD_READ通知消息
{
if (event.iErrorCode[FD_READ_BIT]==0)
{
char m_RecvBuffer[4096];
PCMD_HEADER pcm = (PCMD_HEADER)m_RecvBuffer;
if(recv(sockArray[nIndex-WSA_WAIT_EVENT_0],(char*)&m_RecvBuffer,sizeof(m_RecvBuffer),0)==SOCKET_ERROR)
{
AfxMessageBox("接收失败,退出重recv接收!");
break;
}
else
{
switch ( pcm->ncmd )
{
case CMD_AS_REP_C_MACHINE_LOGIN://很明显这个pcm->ncmd,是登录包中ncmd标识符
{
PAREP_C_MACHINE_LOGIN cmd = (PAREP_C_MACHINE_LOGIN)pcm;
if (cmd->nStatus==1)
{
AfxMessageBox("收到登录回复包(Client->Server)状态:成功!");
}
else
{
AfxMessageBox("收到登录回复包(Client->Server)状态:失败!");
}
}
break;
}
}
}
}
else if (event.lNetworkEvents&FD_CLOSE) //---------8.3处理FD_CLOSE通知消息
{
if (event.iErrorCode[FD_CLOSE_BIT]==0) //客户端正常关闭
{
closesocket(sockArray[nIndex-WSA_WAIT_EVENT_0]);
WSACloseEvent(eventArray[nIndex-WSA_WAIT_EVENT_0]);
AfxMessageBox("套接字已关闭连接\n");//注:会触发7.1调用失败
}
else //客户端异常已关闭
{
if (event.iErrorCode[FD_CLOSE_BIT]==10053)//右键->转到定义,可以查看到很多错误标识.按需设置(此处仅设置了客户端没有通知服务端,就非法关闭了)
{
closesocket(sockArray[nIndex-WSA_WAIT_EVENT_0]);
WSACloseEvent(eventArray[nIndex-WSA_WAIT_EVENT_0]);
AfxMessageBox("服务端非法关闭连接\n");//注:会触发7.1调用失败
}
}
for (int j=nIndex-WSA_WAIT_EVENT_0;j<nEventCount-1;j++)
{
sockArray[j]=sockArray[j+1];
eventArray[j]=eventArray[j+1];
}
nEventCount--;
}
}// end 网络事件触发
}//end while
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
}
AfxMessageBox("服务端已退出.客户端退出中\n");
closesocket(socket_client);
WSACleanup();
return 0;
}
void CMyDlg::OnBnClickedButtonRun()
{
//发包
C_MACHINE_LOGIN_SYSTEM cmd;
strcpy(cmd.sMachineCode,"20100904164702750199");//机器码
CString str;
str.Format("%d",cmd.nVersion);
if(send(socket_client,(char*)&cmd,sizeof(cmd),0)==SOCKET_ERROR)
{
#ifdef _DEBUG
::OutputDebugString("发送失败:发送机器码!\n");
#endif // _DEBUG
}
}
这里就不再进行详细的分析，比照服务端，这里会更简单，需要说明的是，在这里可以使用WSAConnect这个函数来达到连接的目的，不用使用这个东西，当然，如果这样的话，你的发送和接收都要使用WSARecv和 WSASend函数。主要是使用overloapped重叠IO，使用起来更简单明了。