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Windows Sockets 网络编程 WINDOWS SOCKETS 1.1 程序设计

技术2022-05-12  0


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一、简介WINDOWS SOCKETS 是从 Berkeley Sockets 扩展而来的,其在继承 Berkeley Sockets 的基础上,又进行了新的扩充。这些扩充主要是提供了一些异步函数,并增加了符合WINDOWS消息驱动特性的网络事件异步选择机制。WINDOWS SOCKETS由两部分组成:开发组件和运行组件。开发组件:WINDOWS SOCKETS 实现文档、应用程序接口(API)引入库和一些头文件。运行组件:WINDOWS SOCKETS 应用程序接口的动态链接库(WINSOCK.DLL)。

二、主要扩充说明1、异步选择机制:WINDOWS SOCKETS 的异步选择函数提供了消息机制的网络事件选择,当使用它登记网络事件发生时,应用程序相应窗口函数将收到一个消息,消息中指示了发生的网络事件,以及与事件相关的一些信息。WINDOWS SOCKETS 提供了一个异步选择函数 WSAAsyncSelect(),用它来注册应用程序感兴趣的网络事件,当这些事件发生时,应用程序相应的窗口函数将收到一个消息。函数结构如下:

int PASCAL FAR WSAAsyncSelect(SOCKET s,HWND hWnd,unsigned int wMsg,long lEvent);

参数说明:hWnd:窗口句柄wMsg:需要发送的消息lEvent:事件(以下为事件的内容)值: 含义:FD_READ 期望在套接字上收到数据(即读准备好)时接到通知FD_WRITE 期望在套接字上可发送数据(即写准备好)时接到通知FD_OOB 期望在套接字上有带外数据到达时接到通知FD_ACCEPT 期望在套接字上有外来连接时接到通知FD_CONNECT 期望在套接字连接建立完成时接到通知FD_CLOSE 期望在套接字关闭时接到通知例如:我们要在套接字读准备好或写准备好时接到通知,语句如下:

rc=WSAAsyncSelect(s,hWnd,wMsg,FD_READ|FD_WRITE);

如果我们需要注销对套接字网络事件的消息发送,只要将 lEvent 设置为0 2、异步请求函数在 Berkeley Sockets 中请求服务是阻塞的,WINDOWS SICKETS 除了支持这一类函数外,还增加了相应的异步请求函数(WSAAsyncGetXByY();)。

3、阻塞处理方法WINDOWS SOCKETS 为了实现当一个应用程序的套接字调用处于阻塞时,能够放弃CPU让其它应用程序运行,它在调用处于阻塞时便进入一个叫“HOOK”的例程,此例程负责接收 和分配WINDOWS消息,使得其它应用程序仍然能够接收到自己的消息并取得控制权。WINDOWS 是非抢先的多任务环境,即若一个程序不主动放弃其控制权,别的程序就不能执行。因此在设计 WINDOWS SOCKETS 程序时,尽管系统支持阻塞操作,但还是反对程序员使用该操作。但由于 SUN 公司下的 Berkeley Sockets 的套接字默认操作是阻塞的,WINDOWS 作为移植的 SOCKETS 也不可避免对这个操作支持。在 WINDOWS SOCKETS 实现中,对于不能立即完成的阻塞操作做如下处理:DLL初始化→循环操作。在循环中,它发送任何 WINDOWS 消息,并检查这个 WINDOWS SOCKETS 调用是否完成,在必要时,它可以放弃CPU让其它应用程序执行(当然使用超线程的CPU就不会有这个麻烦了^_^)。我们可以调用 WSACancelBlockingCall() 函数取消此阻塞操作。在 WINDOWS SOCKETS 中,有一个默认的阻塞处理例程 BlockingHook() 简单地获取并发送 WINDOWS 消息。如果要对复杂程序进行处理,WINDOWS SOCKETS 中还有 WSASetBlockingHook() 提供用户安装自己的阻塞处理例程能力;与该函数相对应的则是 SWAUnhookBlockingHook(),它用于删除先前安装的任何阻塞处理例程,并重新安装默认的处理例程。请注意,设计自己的阻塞处理例程 时,除了函数 WSACancelBlockingHook() 之外,它不能使用其它的 WINDOWS SOCKETS API 函数。在处理例程中调用 WSACancelBlockingHook()函数将取消处于阻塞的操作,它将结束阻塞循环。

4、出错处理WINDOWS SOCKETS 为了和以后多线程环境(WINDOWS/UNIX)兼容,它提供了两个出错处理函数来获取和设置当前线程的最近错误号。(WSAGetLastEror()和WSASetLastError())

5、启动与终止使用函数 WSAStartup() 和 WSACleanup() 启动和终止套接字。

三、WINDOWS SOCKETS 网络程序设计核心我们终于可以开始真正的 WINDOWS SOCKETS 网络程序设计了。不过我们还是先看一看每个 WINDOWS SOCKETS 网络程序都要涉及的内容。让我们一步步慢慢走。1、启动与终止在所有 WINDOWS SOCKETS 函数中,只有启动函数 WSAStartup() 和终止函数 WSACleanup() 是必须使用的。启动函数必须是第一个使用的函数,而且它允许指定 WINDOWS SOCKETS API 的版本,并获得 SOCKETS的特定的一些技术细节。本结构如下:

int PASCAL FAR WSAStartup(WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData);

其中 wVersionRequested 保证 SOCKETS 可正常运行的 DLL 版本,如果不支持,则返回错误信息。我们看一下下面这段代码,看一下如何进行 WSAStartup() 的调用

WORD wVersionRequested;// 定义版本信息变量 WSADATA wsaData;//定义数据信息变量 int err;//定义错误号变量 wVersionRequested = MAKEWORD(1,1);//给版本信息赋值 err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);//给错误信息赋值 if(err!=0) { return;//告诉用户找不到合适的版本 } //确认 WINDOWS SOCKETS DLL 支持 1.1 版本 //DLL 版本可以高于 1.1 //系统返回的版本号始终是最低要求的 1.1,即应用程序与DLL 中可支持的最低版本号 if(LOBYTE(wsaData.wVersion)!= 1|| HIBYTE(wsaData.wVersion)!=1) { WSACleanup();//告诉用户找不到合适的版本 return; } //WINDOWS SOCKETS DLL 被进程接受,可以进入下一步操作

关闭函数使用时,任何打开并已连接的 SOCK_STREAM 套接字被复位,但那些已由 closesocket() 函数关闭的但仍有未发送数据的套接字不受影响,未发送的数据仍将被发送。程序运行时可能会多次调用 WSAStartuo() 函数,但必须保证每次调用时的 wVersionRequested 的值是相同的。2、异步请求服务WINDOWS SOCKETS 除支持 Berkeley Sockets 中同步请求,还增加了了一类异步请求服务函数 WSAAsyncGerXByY()。该函数是阻塞请求函数的异步版本。应用程序调用它时,由 WINDOWS SOCKETS DLL 初始化这一操作并返回调用者,此函数返回一个异步句柄,用来标识这个操作。当结果存储在调用者提供的缓冲区,并且发送一个消息到应用程序相应窗口。常用结构如下:

HANDLE taskHnd; char hostname="rs6000"; taskHnd = WSAAsyncBetHostByName(hWnd,wMsg,hostname,buf,buflen);

需要注意的是,由于 Windows 的内存对像可以设置为可移动和可丢弃,因此在操作内存对象是,必须保证 WIindows Sockets DLL 对象是可用的。

3、异步数据传输使用 send() 或 sendto() 函数来发送数据,使用 recv() 或recvfrom() 来接收数据。Windows Sockets 不鼓励用户使用阻塞方式传输数据,因为那样可能会阻塞整个 Windows 环境。下面我们看一个异步数据传输实例:假设套接字 s 在连接建立后,已经使用了函数 WSAAsyncSelect() 在其上注册了网络事件 FD_READ 和 FD_WRITE,并且 wMsg 值为 UM_SOCK,那么我们可以在 Windows 消息循环中增加如下的分支语句:

case UM_SOCK: switch(lParam) { case FD_READ: len = recv(wParam,lpBuffer,length,0); break; case FD_WRITE: while(send(wParam,lpBuffer,len,0)!=SOCKET_ERROR) break; } break;

4、出错处理Windows 提供了一个函数来获取最近的错误码 WSAGetLastError(),推荐的编写方式如下:

len = send (s,lpBuffer,len,0); of((len==SOCKET_ERROR)&&(WSAGetLastError()==WSAWOULDBLOCK)){...}

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