用C++封装Socket库

这两天又看了几眼Socket编程，我老是没长性，总是东看看西看看。还老爱挑毛病，钻牛角尖，真是不可救药了。这不，又开始看Socket不顺眼了。当时是看了一个朋友给我的一段socket raw编程的代码，有一段看的我很恶心。如下：

if(( ErrorCode = WSAStartup ( MAKEWORD ( 2 , 1 ),& wsaData ))!= 0 ){
         printf ( "WSAStartup failed: %d/n" , ErrorCode );
        return 2 ;
    }
     sockMain = WSASocket ( AF_INET , SOCK_RAW , IPPROTO_RAW , NULL , 0 , WSA_FLAG_OVERLAPPED );
    if( sockMain == INVALID_SOCKET )
    {
         printf ( "Socket failed: %d/n" , WSAGetLastError ());
        return 3 ;
    }
     ErrorCode = setsockopt ( sockMain , IPPROTO_IP , IP_HDRINCL ,( char *)& flag , sizeof (int));
    if( ErrorCode == SOCKET_ERROR )
    {
         printf ( "Set sockopt failed: %d/n" , WSAGetLastError ());
        return 4 ;
    }
     ErrorCode = setsockopt ( sockMain , SOL_SOCKET , SO_SNDTIMEO ,( char *)& TimeOut , sizeof ( TimeOut ));
    if( ErrorCode == SOCKET_ERROR )
    {
         printf ( "Set sockopt time out failed: %d/n" , WSAGetLastError ());
        return 5 ;
    }

也 许很多人都觉得我神经，这个不是每个socket程序的必经之路么？要是觉得这个很难受破坏结构，那还怎么写大型的socket程序？也许吧，我说了我就 是一个死脑筋，总喜欢看起来好一些东西。总觉得那种每一个函数调用后，就跟着一堆针对返回值得错误处理语句很罗嗦，为什么不用异常来使这些更优雅呢？代码 上的优雅同时也就意味着代码的出错几率的降低。

再加上我对于孟岩他们所探讨的C++异常机制的怀疑还是无法深入理解。所以我打算尝试一下 充分使用异常机制来完成类似上述代码得错误处理，用C++封装Winsock函数库，以后基于这个自己写的Socket C++类库，写一些通讯程序，从而暴露一些异常机制的弊病，让自己充分的理解异常机制的一些害处。现在我的理解还是太肤浅了，不够深入。

我现在的感觉是网络通讯中出现的异常简直太正常了，因为你无法预计将会发生什么，哪里会出错误，因此用异常机制去处理时非常合适的。而且我注意到很多地方的错误返回，又不少是错误发生后，确实没什么办法可以恢复的。所以，应该也不违背一些规则。试试看吧。

其 实我本来是想找一个STL类似的类库，结果没找到。找到一个ACE结果把我给吓回去了，好大啊。没必要把。我只需要一个简单的用C++特性进行封装的 Socket类库而已。如果有人听说了的话，请告诉我，省得我在这里白费力气。哦，不过也不白费力气，自己实现一些东西，挺好的。

我自己 没读过STL代码，因此无法写出STL或者Boost风格的代码来，只能按照自我的想象，反复的调整代码了。不过通过封装一个类库，不断地debug，不 断地完善，我对C++的理解一定会进一步的。也许那个时候我会说“哦？这是谁写的垃圾代码啊，简直不堪入目，愚蠢至极。。。wait，好像是我写的”然后 就是羞愧至极。呵呵。

目前我实现了一个最简单的socket类库，准确说还不能叫做实现了一个类库，只能叫做用C++封装了几个socket函数而已，暂时只能叫做概念试验，但是我希望将来有一天这个能成长为一个比较简单、实用的C++ Socket类库。目前其中有3个类。
class NetException
{
public :
     NetException ();
     NetException (const int ErrorCode );
     NetException (const string Message , const int msgId );
     virtual ~ NetException ( void );
     string GetErrorMessage (const dword ErrorCode ) const;
protected :
     string m_Message ;
     int m_msgId ;
public :

     string getMessage ( void ) const
    {
        return m_Message ;
    } 

     int getId ( void ) const
    {
        return m_msgId ;
    }
};

NetException类是作为我所有异常的抛出类，如果有其他库需要的话，我会将此类作为基类以继承。

class NetEnviroment
{
public:
    NetEnviroment(void);
    NetEnviroment(const byte bHighVersion, const byte bLowVersion);
    ~NetEnviroment(void);
    inline word MakeWord(const byte wHigh, const byte wLow)
    {
        return ((word)wHigh)<<8 | wLow;
    }
    inline word getVersion() const
    {
        return m_wsadata.wVersion;
    }
    inline word getHigherVersion() const
    {
        return m_wsadata.wHighVersion;
    }
    inline string getDescription() const
    {
        return string(m_wsadata.szDescription);
    }
    inline string getSystemStatus() const
    {
        return string(m_wsadata.szSystemStatus);
    }
protected:
    WSADATA m_wsadata;
    bool    m_bState;
public:

    void initial(const byte high, const byte low)
    {
        if( WSAStartup( MakeWord(high, low), &m_wsadata ) != 0 )
            throw NetException();
        m_bState = true;
    }
};

NetEnviroment是作为整个Socket的环境类。凡是使用网络的程序，只需要之前放置一个NetEnviroment对象，一切就Ok了，构造函数中调用了WSAStartup。析构函数中会调用WSACleanup()。


class Socket
{
public:
    Socket();
    Socket(const int protocol, const int type = SOCK_STREAM, const int af = AF_INET);
    Socket(const SOCKET s, const int protocol = IPPROTO_TCP, const int type = SOCK_STREAM, const int af = AF_INET);
    ~Socket(void);
protected:
    SOCKET m_socket;
    int m_af, m_type, m_protocol, m_port;
    SOCKADDR_IN m_remoteaddr;
    const static int BUF_SIZE = 4096;
    bool m_Connected;
protected:
    void initSocket(const int protocol = IPPROTO_TCP, const int type = SOCK_STREAM, const int af = AF_INET);
public:
    int Bind(const struct sockaddr* name, const int namelen);
    int Bind(const word Port);
    int Listen(const int backlog = SOMAXCONN);
    Socket Accept(void);
    int Connect(const string hostname, const word port);
    int Close(void);
    int Send(const char* buf, const int len, const int flags = 0);
    int Send(const string message, const int flags = 0);
    int Receive(char* buf, const int len, const int flags = 0);
    string Receive(const int flags = 0);
    int SendTo(const char* buf, const int len, const struct sockaddr* to, const int tolen, const int flags = 0);
    int ReceiveFrom(char* buf, const int len, struct sockaddr* from, int* fromlen, const int flags = 0);

    word getLocalPort(void) const;
    struct in_addr getLocalAddress(void) const;
    string getLocalAddressString(void) const;
    word getRemotePort(void) const;
    struct in_addr getRemoteAddress(void) const;
    string getRemoteAddressString(void) const;
    struct sockaddr_in& getSockName(SOCKET s = NULL) const;
};

ostream& operator << ( ostream& os, const Socket &s );

Socket类是真正干真家伙的类，这里面已经封装实现了很多基本的Socket函数。并且我的思想是尽量结合STL中的类型。因次我均使用STL中的string和Boost中的Regex。

基于这个类库，我写了一个获取我网站主页的代码，应该可以感觉到，代码异常简洁。

#include "NetLib.h"

NetEnviroment Env;

int main(int argc, char * argv[])
{
    try{ 

        Socket client;
        client.Connect("211.157.101.207", 80);
        client.Send("GET / HTTP/1.1/r/nHost: www.dancefires.com/r/n/r/n");
        cout << client.Receive() << endl; 

    }catch(NetException nerr){ 
        cerr<< "[" << nerr.getId() << "]    " << nerr.getMessage() << endl; 
    }
}

大家可以看到，用这个类库实现TCP Client是如此的简单，Send和Receive都是string(当然我也提供了，原始的[]的接口，呵呵，不然我就无法处理二进制流了。)。

NetLib.h是我做的C++封装的Socket库的头文件。我把NetEnviroment NetEnv放在了全局变量，实际上目的是为了让程序加载时，自动初始化NetEnv，并且调用WSAStartup()，初始化Socket堆栈。

连 接、发送、接收，一气呵成，看起来确实很简洁明快。一旦有错误发生，便会有异常抛出，并被捕获，然后将异常的信息输出出来。这时突然一阵嘈杂的声音： “嘿！醒醒~~醒醒，别美了~~~这可离你说的Socket类库可差远了。” 嗯，以后有时间的话，我会逐步完善。一旦具有雏形，我会放到Open source社区去让它生长。不过目前，它远算不上是一个雏形