基於Socket的多執行緒和非同步非阻塞模式程式設計
剛開始接觸socket的程式設計的時候,遇到了很多的問題,費了很大勁搞懂。其實往往都是一些比較基本的知識,但是都是很重要的,只要對其熟練的掌握後,相信對基於網路的程式設計會有很大的提高,呵呵。
就拿基於C/S結構的例子來說,我們先看看伺服器和客戶端的流程(異常處理就省略了):
伺服器:
//初始化
WSAData wsaData;
int iRet=WSAStartup(MAKEWORD(1,1),&wsaData);//網路初始化,返回0則初始化成功
m_socketServer=socket
//繫結到本地一個埠上
bind(m_socketServer ,(struct sockaddr*)&localaddr,sizeof(sockaddr))// SOCKET_ERROR(失敗)
listen(m_socketServer, 5); //設定偵聽模式
//-----------------初始化完成後------------
m_socketClient
recv(m_socketClient,buff,sizeof(buff),0);//獲取資料
send(m_socketClient,buff,sizeof(buff),0);//傳送資料
//關閉
closesocket(m_socketServer);
WSACleanup();
客戶端:
客戶端與伺服器大部分是比較類似的,如下:
WSAData wsaData;
int iRet=WSAStartup(MAKEWORD(1,1),&wsaData);//網路初始化,返回0則初始化成功
m_socketServer=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);//建立伺服器端套接字,INVALID_SOCKET(失敗)
connect(m_clientSocket,(sockaddr*)&server,sizeof(server))//連線到伺服器
recv............
send...........
closesocket...............
WSACleanup..............
上面就是基於socket網路程式設計的基本流程了,具體的方法以及說明就不在這裡說明了, 當然,要很好的使用socket,寫出高質量的程式碼,瞭解這些還遠遠不夠,例如:
對應多個客戶端怎麼辦?
怎麼實現非阻塞模式?
我們知道,請求伺服器的客服端往往不是一個的,這樣就需要我們處理多個請求,如果用一個執行緒去做,有可能就會出現有的請求長期等待,有的請求長期佔用資源....等等問題。另外,WinSock提供了兩種套接字模式:鎖定和非鎖定。當我們使用鎖定套接字的時候,例如accpet、send、recv等等,如果沒有資料需要處理,這些函式都不會返回,也就是說,你的應用程式會阻塞在那些函式的呼叫處。而如果使用非阻塞模式,呼叫這些函式,不管你有沒有資料到達,他都會返回。所以有可能我們在非阻塞模式裡,呼叫這些函式大部分的情況下會返回失敗,所以就需要我們來處理很多的意外出錯。
怎麼解決這些問題呢?
對應阻塞問題,WinSock提供了五種套接字I/O模型來解決這些問題。他們分別是select(選擇),WSAAsyncSelect(非同步選擇),WSAEventSelect (事件選擇,overlapped(重疊) , completion port(完成埠) 。
這裡就講講(非同步選擇)WSAAsyncSelect:
使用非同步選擇模式,我們可以註冊各自需要的網路非同步事件,然後定義一個訊息函式來處理這些事件,這樣所有的事件就可以交個視窗的這個訊息函式去處理了。流程如下:
1.定義訊息事件:
#define NETWORK_EVENT WM_USER+100 //定義網路事件
2.訊息函式定義
afx_msg LRESULT OnNetEvent(WPARAM wParam, LPARAM lParam);//非同步事件回撥函式
3.訊息對映
ON_MESSAGE(NETWORK_EVENT,OnNetEvent)
4.非同步選擇
函式原型:
int PASCAL FAR WSAAsyncSelect (
SOCKET s,
HWND hWnd,
unsigned int wMsg,
long lEvent );
s 標識一個需要事件通知的套介面的描述符.
hWnd 標識一個在網路事件發生時需要接收訊息的視窗控制代碼.
wMsg 在網路事件發生時要接收的訊息.
lEvent 位遮蔽碼,用於指明應用程式感興趣的網路事件集合.
詳細介面說明見下:
使用:
例如我們在初始化伺服器的時候,獲得每個請求的socket客戶端都是使用阻塞式的介面accept:
現在我們要改為非阻塞式,即有阻塞請求的時候才呼叫網路訊息函式去處理,於是:
if(WSAAsyncSelect(m_socketServer,
m_hWnd,
NETWORK_EVENT,
FD_ACCEPT) !=0)
{
MessageBox(L"註冊網路非同步事件失敗!");
WSACleanup();
return FALSE;
}
這裡的註冊的事件只有一個FD_ACCEPT,這裡還有很多的組合,如下:
值 意義
FD_READ 欲接收讀準備好的通知.
FD_WRITE 欲接收寫準備好的通知.
FD_OOB 欲接收帶邊資料到達的通知.
FD_ACCEPT 欲接收將要連線的通知.
FD_CONNECT 欲接收已連線好的通知.
FD_CLOSE 欲接收套介面關閉的通知.
5.訊息函式實現
當網路事件來的時候,就會呼叫到訊息函式,如下:
LRESULT CTRDoorServerDlg::OnNetEvent(WPARAM wParam, LPARAM lParam)//非同步事件回撥函式
{
//呼叫Winsock API函式,得到網路事件型別 (以FD_開頭)
int iEvent = WSAGETSELECTEVENT(lParam);
//呼叫Winsock API函式,得到發生此事件的客戶端套接字
SOCKET sClient= (SOCKET)wParam;
switch(iEvent)
{
case FD_ACCEPT: //客戶端連線請求事件
....................
break;
case FD_CLOSE: //客戶端斷開事件:
..........................
break;
case FD_READ: //網路資料包到達事件
......................
break;
case FD_WRITE: //傳送網路資料事件
........................
break;
default:
break;
}
return 0;
}
當然伺服器主要就是處理連線,如果想處理客戶端的網路事件的話,則可以在當伺服器每次得到一個連線請求的時候加入程式碼:
在上面的函式OnNetEvent中:
case FD_ACCEPT: //客戶端連線請求事件
{
sockaddr_in remoteAddr;
int nAddrLen = sizeof(remoteAddr);
// 接受一個新連線
SOCKET socketClient = accept(m_socketServer, (SOCKADDR*)&remoteAddr, &nAddrLen);
if(m_socketClient == INVALID_SOCKET)
{
return FALSE;
}
if(WSAAsyncSelect(socketClient, m_hWnd, NETWORK_EVENT,
FD_READ|FD_WRITE) !=0) //給先得客戶端註冊了讀寫事件
{
return FALSE;
}
}
break;
這裡socketClient 可以設計為成員陣列也可以,呵呵,看具體情況而定吧。
這樣客戶端的讀寫事件也就交個訊息函式:OnNetEvent 了。
多執行緒處理:
上面我們看到,每個客戶端的網路事件函式讓一個訊息函式去處理,這樣主執行緒的任務可就太大了,當客戶端多了的時候就會有點吃不消的了,呵呵,那麼讓我們小修改一下,就可以讓另外的執行緒去搞定它了,如下:
執行緒函式:
DWORD WINAPI SocketThread(PVOID pvParam)
{
SOCKET* sock= (SOCKET*)pvParam;
//為空時返回
if(NULL == sock)
return 0;
while (true) {
char buff[1024];
int iRecvLen=recv(sock,buff,1024,0);//接受資料並處理
//do something.............
Sleep(100);
}
return(0);
}
//建立執行緒
在上面的函式OnNetEvent中,加入程式碼:
case FD_ACCEPT: //客戶端連線請求事件
{
sockaddr_in remoteAddr;
int nAddrLen = sizeof(remoteAddr);
// 接受一個新連線
m_socketClient = accept(m_socketServer, (SOCKADDR*)&remoteAddr, &nAddrLen);
if(m_socketClient == INVALID_SOCKET)
{
return FALSE;
}
SOCKET * s=&m_socketClient;
//建立執行緒
DWORD dwThreadID;
CreateThread(NULL, 0, RecvMsgThread, s, 0, &dwThreadID);
}
break;
這樣所有的事情就可以叫給執行緒去處理了。
當然,要學好網路程式設計還要學習很多東西,得不斷努力呀,一起加油,請多指教!!!!!
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