socket異步操作

 在網絡通訊中,由於網絡擁擠或一次發送的數據量過大等原因,經常會發生交換的數據在短時間內不能傳送完,收發數據的函數因此不能返回,這種現象叫做阻塞。 Winsock對有可能阻塞的函數提供了兩種處理方式:阻塞和非阻塞方式。

阻塞模式

     在阻塞方式下,收發數據的函數在被調用後一直要到傳送完畢或者出錯才能返回。在阻塞期間,被阻的函數不會斷調用系統函數GetMessage()來保持消息循環的正常進行。

非阻塞模式
        將一個套接字置爲非阻塞模式之後, Winsock API調用會立即返回。一般這些調用都會“失敗”,並返回一個WSAEWOULDBLOCK。表明其操作在調用期間沒有時間完成。如在系統的輸入緩衝區中,並不存在等待的數據,那recv調用就會返回WSAEWOULDBLOCK錯誤。通常,我們需要重複調用同一個函數,直至獲得一個成功返回代碼。這不是一個好的方法。通常採用Winsock的套接字I/O模型去處理。

套接字I/O模型共有五種類型,如下:

  select(選擇) 
  WSAAsyncSelect(異步選擇)
  WSAEventSelect(事件選擇)
  overlapped(重疊)
  completion port(完成端口)

 

*WSAAsyncSelect

      Winsock通過WSAAsyncSelect()自動地設置套接字處於非阻塞方式。使用WindowsSockets實現Windows網絡程序設計的關鍵就是它提供了對網絡事件基於消息的異步存取,用於註冊應用程序感興趣的網絡事件。它請求Windows Sockets DLL在檢測到套接字上發生的網絡事件時,向窗口發送一個消息。

 int PASCAL FAR WSAAsyncSelect(SOCKET s,HWND hWnd,unsigned int wMsg,long lEvent);
hWnd:窗口句柄
wMsg:需要發送的消息
lEvent:事件(以下爲事件的內容)
值: 含義:
FD_READ 期望在套接字上收到數據(即讀準備好)時接到通知
FD_WRITE 期望在套接字上可發送數據(即寫準備好)時接到通知
FD_OOB 期望在套接字上有帶外數據到達時接到通知
FD_ACCEPT 期望在套接字上有外來連接時接到通知
FD_CONNECT 期望在套接字連接建立完成時接到通知
FD_CLOSE 期望在套接字關閉時接到通知

       進行異步選擇使用WSAAsyncSelect()函數時,有以下幾點需要引起特別的注意:
  .連續使用兩次WSAAsyncSelect()函數時,只有第二次設置的事件有效,如:
           WSAAsyncSelect(s,hwnd,wMsg1,FD_READ);
           WSAAsyncSelect(s,hwnd,wMsg2,FD_CLOSE);
        這樣只有當FD_CLOSE事件發生時纔會發送wMsg2消息。
  .可以在設置過異步選擇後通過再次調用WSAAsyncSelect(s,hwnd,0,0);的形式取消在套接字上所設置的異步事件。
  .Windows Sockets DLL在一個網絡事件發生後,通常只會給相應的應用程序發送一個消息,而不能發送多個消息。但通過使用一些函數隱式地允許重發此事件的消息,這樣就可能再次接收到相應的消息。
  .在調用過closesocket()函數關閉套接字之後不會再發生FD_CLOSE事件。


     對UDP協議,這些網絡事件主要爲:
      FD_READ   期望在套接字收到數據(即讀準備好)時接收通知;
      FD_WRITE 期望在套接字可發送數(即寫準備好)時接收通知;
    FD_CLOSE 期望在套接字關閉時接電通知
  消息變量wParam指示發生網絡事件的套接字,變量1Param的低字節描述發生的網絡事件,高字包含錯誤碼。如在窗口函數的消息循環中均加一個分支:
int ok=sizeof(SOCKADDR);
case wMsg;
switch(1Param)
{
    case FD_READ:  //套接字上讀數據 
    if(recvfrom(sr.lpPlayData[j],dwDataSize,0,(struct sockaddr FAR*)&there1,
     (int FAR*)&ok)==SOCKET_ERROR0) {
                MessageBox(hwnd,“數據接收失敗!”,“”,MB_OK);
                return(FALSE);
       }
    case FD_WRITE:    //套接字上寫數據
  }
break;

 

 

*WSAEventSelect
      事件通知模型要求在程序中針對使用的每個套接字創建一個事件對象,然後通過事件模式通知程序其套接字是否收到或發送的信息。一般來說這種模式,一般就是通過類似調用waitformultipleObject一樣在一個線程中等待信號事件來,來了就處理。具體調用的函數如下:

    創建WSACreateEvent函數.該函數的返回值是一個創建好的事件對象句柄。事件對象句柄完後,接下來將其與某個套接字關聯在一起,同時註冊自己感興趣的網絡事件類型,方法是調用WSAEventSelect函數,對它的定義如下:

   int WSAEventSelect (
              SOCKET s,                              //需要非阻塞處理的套接字
              WSAEVENT hEventObject,    //WSACreateEvent 創建來的,關聯到socket
              long lNetworkEvents     
               );
    lNetworkEvents,對應一個“位掩碼”,用於指定應用程序感興趣的各種網絡事件類型的一個組合。要想獲知對這些事件類型的詳細說明,請參考早先討論過的WSAAsyncSelect I/O模型。
      爲WSAEventSelect創建的事件擁有兩種工作狀態,以及兩種工作模式。
    兩種工作狀態分別是“已傳信”(signaled)和 “未傳信”(nonsignaled)。
    工作模式則包括“人工”(manual reset)和“自動”(auto reset)。
      

      WSACreateEvent缺省時其信號狀態爲0,且爲人工設置,當網絡事件觸發了與一個套接字關聯在一起的事件對象,其事件信號置1。在完成了一個I/O請求的處理之後,需要調用WSAResetEvent復位處理(置信號爲0)。
     一個套接字同一個事件對象句柄關聯在一起後,應用程序便可開始I/O處理;方法是等待網絡事件觸發事件對象句柄的工作狀態。
     一般而言,在等待網絡傳來事件時,類似WaitforMultipleObject,其WSAWaitForMultipleEvents函數的設計宗旨便是用來等待一個或多個事件對象句柄,並在事先指定的一個或所有句柄進入有信號狀態後,或在超過了一個規定的時間週期後,立即返回(線程往往在這裏死等)。

   下面是 WSAWaitForMultipleEvents函數的定義:
DWORD WSAWaitForMultipleEvents(
  DWORD cEvents,                 
  const WSAEVENT FAR *lphEvents
  BOOL fWaitAll,                 
  DWORD dwTimeOUT,               
  BOOL fAlertable                
);

其用法和WaitForMultipleObject類似。
cEvents和lphEvents參數定義了由WSAEVENT對象構成的一個數組。在這個數組中,cEvents指定的是事件對象的數量,而lphEvents對應的是一個指針,用於直接引用該數組。
     要注意的是, WSAWaitForMultipleEvents只能支持由WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS對象規定的一個最大值,在此定義成64個。故該I/O模型一次最多都只能支持64個套接字。假如想讓這個模型同時管理不止64個套接字,必須創建更多的工作者線程,以便等待更多的事件對象。

fWaitAl l 參數指定了WSAWaitForMultiple Events如何等待在事件數組中的對象。
   =TRUE,那麼只有等lphEvents數組內包含的所有事件對象都處於有信號狀態,函數纔會返回;

   =FALSE,任一個事件對象進入有信號時,函數就會返回。

 dwTimeout參數規定了 WSAWaitForMultipleEvents最多可等待一個網絡事件發生有多長時間。超過規定的時間,函數就會立即返回。並返回WSA_WAIT_TIMEOUT。如dwsTimeout設爲WSA_INFIN ITE(永遠等待),那麼根據fWaiiAll或等待一個網絡事件或所有網絡事件都傳信號後,才能從該函數退出。
 fAlertable,缺省設爲FALSE。主要用於在重疊式I/O模型中.

  當設置fWaiAll=false,WaitForMultipleObject再有網絡事件時,會返回一個值,指出造成函數返回的事件對象。根據WSAWaitForMultipleEvents的返回值,減去預定義值WSA_WAIT_EVENT_0,得到具體的引用值(即索引位置),程序便可用事件數組中已發信號的事件,檢索與那個事件對應的套接字,知道了造成網絡事件的套接字後,調用 WSAEnumNetworkEvents函數,調查發生了什麼類型的網絡事件。該函數定義如下:
int WSAEnumNetworkEvents (
  SOCKET s,                                      //檢索該套接字
  WSAEVENT hEventObject,             
  LPWSANETWORKEVENTS lpNetworkEvents 
);
    hEventObject參數則是可選的;它指定了一個事件句柄,對應於打算重設的那個事件對象。由於我們的事件對象處在一個有信號狀態,所以可將它傳入,令其自動成爲無信號狀態。
    也可以採用使用 WSAResetEvent 函數復位事件信號。
   lpNetworkEvents,就是返回的結果信息,它是一個指向WSANETWORKEVENTS結構的指針,用於接收套接字上發生的網絡事件類型以及可能出現的任何錯誤代碼。

其WSANETWORKEVENTS結構的定義:
typedef struct _WSANETWORKEVENTS
{
     long lNetworkEvents;
     int iErrorCode[FD_MAX_EVENTS];
} WSANETWORKEVENTS, FAR * LPWSANETWORKEVENTS;
lNetworkEvents參數指定了一個值,對應於套接字上發生的所有網絡事件類型。
      注意一個事件進入置1(有信號)狀態時,可能會同時發生多個網絡事件類型。如,一個忙的服務器可能同時收到FD_READ和FD_WRITE通知。 iErrorCode參數指定的是一個錯誤代碼數組,同lNetworkEvents中的事件關聯在一起。針對每個網絡事件類型,都存在着一個特殊的事件索引,名字與事件類型的名字類似,只是要在事件名字後面添加一個“ _BIT”後綴字串即可。如,對FD_READ事件類型來說,iErrorCode數組的索引標識符便是FD_READ_BIT。

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