[精通WindowsSocket网络开发-基于VC++实现]第四章——阻塞模式开发

套接字的阻塞模式是指套接字在执行操作时，调用函数在没有完成操作之前不会立即返回的工作模式。阻塞模式的套接字用于少量数据接收和发送的简单网络程序开发。

套接字的阻塞模式

WindowsSockets分别提供了套接字模式和套接字I/O模型，可以对一个套接字的行为进行控制。套接字模式用于当一个套接字被调用时，决定调用函数的阻塞行为。套接字模式有阻塞和非阻塞两种工作模式。套接字I/O模型描述了一个应用程序如何对套接字上的I/O进行管理。套接字和套接字I/O模型是两个不同的概念且他们之间是无关的。本章详细介绍套接字阻塞模式。第五章讲解 非阻塞模式，套接字IO模型有(Select模型，WSAAsyncSelect模型，WSAEventSelect模型，重叠I/O模型，完成端口模型)他们分别在第六、七、八、九、十章讲解

阻塞模式

WindowsSockets在阻塞和非阻塞两种模式下执行I/O操作。在阻塞模式下，在I/O操作完成前，执行的操作函数将一直等候而不会立即返回，该函数所在的线程会阻塞在这里。相反，在非阻塞模式下，套接字函数会立即返回，而不管I/O是否完成，该函数所在的线程会继续运行。

在阻塞模式的套接字上，调用任何一个WindowsSockets API都会消耗不确定的等待时间。在调用recv()时，发生在内核中等待数据和复制数据的过程如下：

当调用recv()时，系统首先检查是否有准备好的数据。如果数据没有准备好，系统就处于等待状态。当数据准备好后，将数据从系统缓冲区复制到用户空间，然后该函数返回。在套接应用程序中，当调用recv()时，用户空间未必就已经存在数据，此时recv()函数就是会处在等待状态。

设置套接字的阻塞模式

在使用socket()和WSASocket()创建套接字时，默认的套接字都是阻塞的。这意味着当调用WindowsSocketsAPI不能立即完成时，线程处于等待状态，直到操作完成。

并不是所有的WindowsSocketsAPI以阻塞套接字为参数调用都会发生阻塞。eg：bind(),listen()时，函数会立即返回。这里将可能阻塞套接字的WindowsSocketsAPI调用分为以下4种

• 输入操作：recv(),recvfrom(),WSARecv(),WSARecvfrom()。以阻塞套接字为参数调用这些函数接收数据，如果此时套接字缓冲区内没有数据可读，则调用线程在数据到来前一直睡眠。
• 输出操作：send(),sendto(),WSASend(),WSASendto()。以阻塞套接字为参数调用这些哈思楠发送数据。如果套接字缓冲区没有可用空间，线程会一直睡眠，直到有空间。
• 接收连接：accept(),WSAAcept()。以阻塞套接字为参数调用这些函数，将等待接受对方的连接请求，如果此时没有连接请求，线程就会进入睡眠状态。
• 外出连接：connect(),WSAConnect()。对于TCP连接，客户端以阻塞套接字为参数，调用这些函数向服务器发起连接。该函数在收到服务器的应答前，不会返回。这就意味着TCP连接总会等待至少从客户端到服务器的一次往返的时间。

阻塞模式套接字的优势和不足

使用阻塞模式的套接字开发网络程序比较简单，容易实现。当希望能够理解发送和接收数据，且处理的套接字数量比较少的情况下，使用阻塞模式来开发网络程序比较合适。

阻塞模式套接字的不知表现为，在大量建立好的套接字线程之间进行通信时比较困难。当使用“生产者——消费者”模型开发网络程序时，为每个套接字都分别分配一个读线程，一个处理数据线程和一个用于同步的事件，无疑加大了系统的开销。阻塞模式套接字的最大的缺点是当希望同时处理大量套接字时，将无从下手，扩展性差。

客户端与服务器端相互问候

BlockServer

// BlockServer.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
 
#include <stdio.h>
#include <WinSock2.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
#define BUF_SIZE 64
SOCKET sServer;//服务器监听套接字
SOCKET sClient;//接收客户端套接字  
void RecvLine(SOCKET s,char* buf); //读取一行数据
void main()
{
	char bufRecv[BUF_SIZE];
	char bufSend[BUF_SIZE];
	memset(bufSend,0,BUF_SIZE);
	memset(bufRecv,0,BUF_SIZE);
	sServer=INVALID_SOCKET;
	sClient=INVALID_SOCKET; 

	WSADATA wsd;
	if (WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsd) != 0)//初始化Windows Sockets DLL
	{
		printf("WSAStartup() failed,errno=%d\n",GetLastError());
		return;
	}
	if (LOBYTE(wsd.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsd.wVersion) != 2)//确保WinSock DLL支持2.2
	{
		printf("can not find a usabe windwos sockets dll!");
		WSACleanup();
		return;
	}
	if ((sServer=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP)) == INVALID_SOCKET)//创建套接字
	{
		printf("socket() failed,errno=%d\n",WSAGetLastError());
		WSACleanup();
		return;
	}
	//服务器套接字地址 
	SOCKADDR_IN addrServ;
	addrServ.sin_family=AF_INET;
	addrServ.sin_addr.S_un.S_addr=INADDR_ANY;//在程序中使用INADDR_ANY值作为网络地址，这意味着网络服务器提供者将使用合适的网络地址进行绑定。
	addrServ.sin_port=htons(5000);
	if (bind(sServer,(SOCKADDR*)&addrServ,sizeof(addrServ)) == SOCKET_ERROR)//绑定套接字
	{
		printf("bind() failed,errno=%d\n",WSAGetLastError());
		closesocket(sServer);
		WSACleanup();
		return;
	}

	if ((listen(sServer,2)) == SOCKET_ERROR)//开始监听
	{
		closesocket(sServer);
		WSACleanup();
		return;
	}
	printf("Server succeded!\nWaiting for new clients...\n");//等待客户端的连接	

	SOCKADDR_IN addrClient;
	int addrClientLen=sizeof(addrClient);
	if ((sClient=accept(sServer,(SOCKADDR*)&addrClient,&addrClientLen)) == INVALID_SOCKET)//接受客户端请求
	{
		printf("accept() failed,errno=%d\n",WSAGetLastError());
		closesocket(sServer);
		WSACleanup();
		return;
	} 
	//显示客户端的IP和端口
	char* pClientIP=inet_ntoa(addrClient.sin_addr);
	u_short clientPort=ntohs(addrClient.sin_port);
	printf("accept a client[%s]:%d\n",pClientIP,clientPort);

	RecvLine(sClient,bufRecv);//接收客户端数据
	printf("recv client info:%s\n",bufRecv);

	strcpy(bufSend,"Hello,Client!\n");
	if (send(sClient,bufSend,strlen(bufSend),0) == SOCKET_ERROR)//向客户端发送数据
	{
		printf("send() failed,errno=%d\n",WSAGetLastError());
		closesocket(sClient);
		closesocket(sServer);
		WSACleanup();
		return;
	}
	printf("server exiting...\n");//显示退出信息		
	closesocket(sClient);
	closesocket(sServer);
	WSACleanup();
	system("pause");
	return;
}

void RecvLine(SOCKET s,char* buf)
{
	BOOL bLineEnd=FALSE;//行结束
	int nReadLen=0;//读入字节数
	int nDataLen=0;//数据长度
	while(!bLineEnd)
	{
		if ((nReadLen=recv(s,buf+nDataLen,1,0)) == SOCKET_ERROR)//每次读取一个字节
		{
			printf("recv() failed,errno=%d\n",WSAGetLastError());
			closesocket(s);
			closesocket(sServer);
			WSACleanup();
			return;
		}
		if (nReadLen == 0)
		{
			printf("读数据失败");
			break;//跳出循环
		}
		if ('\n' == *(buf+nDataLen))//换行符
		{
			bLineEnd=TRUE;//接收数据结束
		} 
		else
		{
			nDataLen+=nReadLen;//增加数据长度
		}
	} 
} 

BlockClient

// BlockClient.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
 
#include <WinSock2.h>
#include <stdio.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
#define BUF_SIZE 64
void RecvLine(SOCKET s,char* buf);//读取一行数据
void main()
{
	WSADATA wsd;
	if (WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsd) != 0)//初始化套接字动态库
	{
		printf("WSAStartup() failed! erron=%d\n",GetLastError());
		return;
	}

	SOCKET sClient;//服务器套接字
	if ((sClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP)) == INVALID_SOCKET)//创建套接字
	{
		printf("socket() failed! errno=%d\n",WSAGetLastError());
		WSACleanup();//释放套接字资源
		return;
	}

	//获取主机的信息
	hostent* hostEntry;
	char hostname[BUF_SIZE];
	gethostname(hostname,BUF_SIZE);
	if(!(hostEntry=gethostbyname(hostname)))
	{
		printf("gethostbyname() failed,errno=%d\n",GetLastError());
		closesocket(sClient);//关闭套接字
		WSACleanup();
		return;
	}

	//设置服务器地址
	SOCKADDR_IN addrServ;
	addrServ.sin_family=AF_INET;
	addrServ.sin_addr =*((LPIN_ADDR)*hostEntry->h_addr_list);
	addrServ.sin_port=htons(5000);
	if (connect(sClient,(SOCKADDR*)&addrServ,sizeof(addrServ)) == SOCKET_ERROR)//连接套接字
	{
		printf("connect() failed! errno=%d\n",WSAGetLastError());
		closesocket(sClient);//关闭套接字
		WSACleanup();
		return;
	}
	printf("connect successfully!!\n");

	//向服务器发送数据
	char buf[BUF_SIZE];
	ZeroMemory(buf,BUF_SIZE);//<==>memset(buf,0,BUF_SIZE);
	strcpy(buf,"Hello,Server!\n");
	if (send(sClient,buf,strlen(buf),0) == SOCKET_ERROR)
	{
		printf("send() failed! erron=%d\n",WSAGetLastError());
		closesocket(sClient);
		WSACleanup();
		return;
	}

	char bufRecv[BUF_SIZE];
    memset(bufRecv,0,BUF_SIZE);//bufRecv需要置空，不然会出现多余的字符串输出
	RecvLine(sClient,bufRecv);
	printf("recv() from server:%s\n",bufRecv);

	//退出
	closesocket(sClient);
	WSACleanup();
	system("pause");
	return;
}
void RecvLine(SOCKET s,char* buf)
{
	bool bLineEnd=false;//行结束
	int nDataLen=0;//数据长度
	int nReadLen=0;//读入字节长度
	while(!bLineEnd)
	{
		if ((nReadLen=recv(s,buf+nDataLen,1,0)) == SOCKET_ERROR)//每次接收一个字节
		{
			printf("recv() failed,errno=%d\n",WSAGetLastError());
			closesocket(s);
			WSACleanup();
			return;
		}
		if (nReadLen == 0)
		{
			printf("读数据失败");
			break;//退出循环
		}
		if ('\n' == *(buf+nDataLen))//换行符
		{
			bLineEnd=true;//接收数据结束
		}
		else
		{
			nDataLen+=nReadLen;//增加数据长度
		}
	}
}
/*
1.gethostname()函数
int gethostname(__out_bcount(namelen) char FAR * name,IN int namelen);//获取主机的名字
参数：name:用于保存主机名字的字符缓冲区地址 

2.gethostbyname()函数
struct hostent FAR * gethostbyname(__in const char FAR * name);//根据主机名称获取主机的网络地址

struct  hostent {//表示主机的名称和网络地址
char    FAR * h_name;           //* official name of host * 主机正式名称
char    FAR * FAR * h_aliases;  /* alias list *主机别名
short   h_addrtype;             /* host address type *地址类型
short   h_length;               /* length of address *地址长度(用字节表示)
char    FAR * FAR * h_addr_list; /* list of addresses *主机地址列表
#define h_addr  h_addr_list[0]          /* address, for backward compat *
};
unsigned long addr=inet_addr("127.0.0.1");
hostent host=gethostbyaddr((char*)&addr,sizeof(addr),2);
*/

结果图