Windows Sockets 网络编程(三) —— WINDOWS SOCKETS 1.1 程序设计

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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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