详细解析WSAAsyncSelect模型
2015-06-05 13:11
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介绍
WinSock是Windows提供的包含了一系列网络编程接口的套接字程序库。在这篇文章中，我们将介绍如何把它的非阻塞模式引入到应用程序中。
阻塞模式WinSock.下述伪代码给出了阻塞模式下WinSock的使用方式。
//服务器
WSAStartup();
SOCKET server = socket();
bind(server);
listen(server);
SOCKET client = accept(server);
send(client);
recv(client);
closesocket(client);
closesocket(server);
WSACleanup();
//客户端
WSAStartup();
SOCKET client=socket();
bind(client);
ServerAddress server;
connect(client, server);
recv(client);
send(client);
closesocket(client);
WSACleanup();
代码中，服务器端的accept()，客户端的connect()，以及服务器和客户端中共同的recv()、send()函数均会产生阻塞。
服务器在调用accept()后不会返回，直到接收到客户端的连接请求；
客户端在调用connect()后不会返回，直到对服务器连接成功或者失败；
服务器和客户端在调用recv()后不会返回，直到接收到并读取完一条消息；
服务器和客户端在调用send()后不会返回，直到发送完待发送的消息。
如果这两段代码被放在Windows程序的主线程中，你会发现消息循环被阻塞，程序不再响应用户输入及重绘请求。为了解决这个问题，
你可能会想到开辟另外一个线程来运行这些代码。这是可行的，但是考虑到每个SOCKET都不应该被其他SOCKET的操作所阻塞，是不是
需要为每个SOCKET开辟一个线程？再考虑到同一SOCKET的一个读写操作也不应该被另外一个读写操作所阻塞，是不是应该再为每个
SOCKET的读和写分别开辟一个线程？一般来说，这种自实现的多线程解决方案带来的诸多线程管理方面的问题，是你绝对不会想要遇
到的。
非阻塞模式WinSock
所幸的是，WinSock同时提供了非阻塞模式，并提出了几种I/O模型。最常见的I/O模型有select模型、WSAAsyncSelect模型及
WSAEventSelect模型，下面选择其中的WSAAsyncSelect模型进行介绍。使用WSAAsyncSelect模型将非阻塞模式引入到应用程序中的过
程看起来很简单，事实上你只需要多添加一个函数就够了。
int WSAAsyncSelect(SOCKET s, HWND hWnd, unsigned int wMsg, long lEvent);
该函数会自动将套接字设置为非阻塞模式，并且把发生在该套接字上且是你所感兴趣的事件，以Windows消息的形式发送到指定的窗口，
你需要做的就是在传统的消息处理函数中处理这些事件。参数hWnd表示指定接受消息的窗口句柄；参数wMsg表示消息码值（这意味着你
需要自定义一个Windows消息码）；参数IEvent表示你希望接受的网络事件的集合，它可以是如下值的任意组合：FD_READ, FD_WRITE,
FD_OOB, FD_ACCEPT, FD_CONNECT, FD_CLOSE 之后，就可以在我们熟知的Windows消息处理函数中处理这些事件。如果在某一套接字s上
发生了一个已命名的网络事件，应用程序窗口hWnd会接收到消息wMsg。参数wParam即为该事件相关的套接字s；参数lParam的低字段指
明了发生的网络事件，lParam的高字段则含有一个错误码，事件和错误码可以通过下面的宏从lParam中取出：
#define WSAGETSELECTEVENT(lParam) LOWORD(lParam)
#define WSAGETSELECTERROR(lParam) HIWORD(lParam)
下面继续使用伪代码来帮助阐述如何将上一节的阻塞模式WinSock应用升级到非阻塞模式。
首先自定义一个Windows消息码，用于标识我们的网络消息。
#define WM_CUSTOM_NETWORK_MSG (WM_USER + 100)
//服务器端，在监听之前，将监听套接字置为非阻塞模式，并且标明其感兴趣的事件为FD_ACCEPT。
WSAAsyncSelect(server, wnd, WM_CUSTOM_NETWORK_MSG, FD_ACCEPT);
listen(server);
//客户端，在连接之前，将套接字置为非阻塞模式，并标明其感兴趣的事件为FD_CONNECT。
WSAAsyncSelect(client, wnd, WM_CUSTOM_NETWORK_MSG, FD_CONNECT);
ServerAddress?server;
connect(client,?server);
//接着，在Windows消息处理函数中，我们将处理监听事件、连接事件、及读写事件，方便起见，这里将服务器和客户端的处理代码放在
了一起。
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
switch (message)
{
case WM_CUSTOM_NETWORK_MSG: // 自定义的网络消息码
{
SOCKET socket = (SOCKET)wParam; // 发生网络事件的套接字
long event = WSAGETSELECTEVENT(lParam); // 事件
int error = WSAGETSELECTERROR(lParam); // 错误码
switch (event)
{
case FD_ACCEPT: // 服务器收到新客户端的连接请求
{
// 接收到客户端连接，分配一个客户端套接字
SOCKET client = accept(socket);
// 将新分配的客户端套接字置为非阻塞模式，并标明其感兴趣的事件为读、写及关闭
WSAAsyncSelect(client, hWnd, message, FD_READ | FD_WRITE | FD_CLOSE);
}
break;
case FD_CONNECT: // 客户端连接到服务器的操作返回结果
{
// 成功连接到服务器，将客户端套接字置为非阻塞模式，并标明其感兴趣的事件为读、写及关闭
WSAAsyncSelect(socket, hWnd, message, FD_READ | FD_WRITE | FD_CLOSE);
}
break;
case FD_READ: // 收到网络包，需要读取
{
// 使用套接字读取网络包
recv(socket);
}
break;
case FD_WRITE:
{
// FD_WRITE的处理后面会具体讨论
}
break;
case FD_CLOSE: // 套接字的连接方(而非本地socket)关闭消息
{
}
break;
default:
break;
}
}
break;
…
}
…
}
以上就是非阻塞模式WinSock的应用框架，WSAAsyncSelect模型将套接字和Windows消息机制很好地粘合在一起，为用户异步SOCKET应用提供
了一种较优雅的解决方案。
扩展讨论
WinSock在系统底层为套接字收发网络数据各提供一个缓冲区，接收到的网络数据会缓存在这里等待应用程序读取，待发送的网络数据也会先
写进这里之后通过网络发送。相关的，针对FD_READ和FD_WRITE事件的读写处理，因涉及的内容稍微复杂而容易使人困惑，这里需要特别进行
讨论。在FD_READ事件中，使用recv()函数读取网络包数据时，由于事先并不知道完整网络包的大小，所以需要多次读取直到读完整个缓冲区
。这就需要类似如下代码的调用：
void* buf = 0;
int size = 0;
while (true)
{
char tmp[128];
int bytes = recv(socket, tmp, 128, 0);
if (bytes <= 0)
break;
else
{
int new_size = size + bytes;
buf = realloc(buf, new_size);
memcpy((void*)(((char*)buf) + size), tmp, bytes);
size = new_size;
}
}
//此时数据已经从缓冲区全部拷贝到buf中，你可以在这里对buf做一些操作
free(buf);
这一切看起来都没有什么问题，但是如果程序运行起来，你会收到比预期多出许多的FD_READ事件。如MSDN所述，正常的情况下，应用程序应
当为每一个FD_READ消息仅调用一次recv()函数。如果一个应用程序需要在一个FD_READ事件处理中调用多次recv()，那么它将会收到多个
FD_READ消息，因为每次未读完缓冲区的recv()调用，都会重新触发一个FD_READ消息。针对这种情况，我们需要在读取网络包前关闭掉FD_READ
消息通知，读取完这后再进行恢复，关闭FD_READ消息的方法很简单，只需要调用WSAAsyncSelect时参数lEvent中FD_READ字段不予设置即可。
//关闭FD_READ事件通知
WSAAsyncSelect(socket, hWnd, message, FD_WRITE | FD_CLOSE);
// 读取网络包
…
// 再次打开FD_READ事件通知
WSAAsyncSelect(socket, hWnd, message, FD_WRITE | FD_CLOSE | FD_READ);
第二个需要讨论的是FD_WRITE事件。这个事件指明缓冲区已经准备就绪，有了多出的空位可以让应用程序写入数据以供发送。该事件仅在两种
情况下被触发：
1. 套接字刚建立连接时，表明准备就绪可以立即发送数据。
2. 一次失败的send()调用后缓冲区再次可用时。如果系统缓冲区已经被填满，那么此时调用send()发送数据，将返回SOCKET_ERROR，使用
WSAGetLastError()会得到错误码WSAEWOULDBLOCK表明被阻塞。这种情况下当缓冲区重新整理出可用空间后，会向应用程序发送FD_WRITE消息，
示意其可以继续发送数据了。
所以说收到FD_WRITE消息并不单纯地等同于这是使用send()的唯一时机。一般来说，如果需要发送消息，直接调用send()发送即可。如果该次
调用返回值为SOCKET_ERROR且WSAGetLastError()得到错误码WSAEWOULDBLOCK，这意味着缓冲区已满暂时无法发送，此刻我们需要将待发数据
保存起来，等到系统发出FD_WRITE消息后尝试重新发送。也就是说，你需要针对FD_WRITE构建一套数据重发的机制，文末的工程源码里包含有
这套机制以供大家参考，这里不再赘述。
结语
至此，如何在非阻塞模式下使用WinSock进行编程介绍完毕，这个框架可以满足大多数网络游戏客户端及部分服务器的通信需求。更多应用层面
上的问题（如TCP粘包等）这里没有讨论，或许会在以后的文章中给出。
WSAAsyncSelect模型(同步I/O模型)
这里为什么说他是同步的，就是因为实际的数据的Copy是同步进行///的，而不是异步的，只是相应的通知机制(通知数据已经准备好了)，是异步的
这个模型允许应用程序以Windows消息的形式可在一个套接字上，接收网络事件通知
具体的做法是在建好一个套接字后，调用WSAAsyncSelect函数。
在我看来，WSAAsyncSelect是最简单的一种Winsock I/O模型（之所以说它简单是因为一个主线程就搞定了）。
这里，我们需要做的仅仅是：
1.在WM_CREATE消息处理函数中，初始化Windows Socket library，创建监听套接字，绑定，监听，并且调用WSAAsyncSelect函数表示我们关心在监听套接字上发生的FD_ACCEPT事件；
2.自定义一个消息WM_SOCKET，一旦在我们所关心的套接字（监听套接字和客户端套接字）上发生了某个事件，系统就会调用WndProc并且message参数被设置为WM_SOCKET；
3.在WM_SOCKET的消息处理函数中，分别对FD_ACCEPT、FD_READ和FD_CLOSE事件进行处理；
4.在窗口销毁消息(WM_DESTROY)的处理函数中，我们关闭监听套接字，清除Windows Socket library
WSAAsyncSelect模型是Windows socket的一个异步IO模型。利用该模型可以接收以Windows消息为基础的网络事件。Windows sockets应用程序在创建套接字后，调用WSAAsyncSelect函数注册感兴趣的网络事件，当该事件发生时Windows窗口收到消息，应用程序就可以对接收到的网络时间进行处理。
WSAAsyncSelect是select模型的异步版本。在应用程序使用select函数时会发生阻塞现象。可以通过select的timeout参数设置阻塞的时间。在设置的时间内，select函数等待，直到一个或多个套接字满足可读或可写的条件。
而WSAAsyncSelect是非阻塞的。Windows sockets程序在调用recv或send之前，调用WSAAsyncSelect注册网络事件。WSAAsyncSelect函数立即返回。当系统中数据准备好时，会向应用程序发送消息。此此消息的处理函数中可以调用recv或send进行接收或发送数据。
WSAAsyncSelect模型与select模型的相同点是它们都可以对多个套接字进行管理。但它们也有不小的区别。首先WSAAsyncSelect模型是异步的，且通知方式不同。更重要的一点是：WSAAsyncSelect模型应用在基于消息的Windows环境下，使用该模型时必须创建窗口，而select模型可以广泛应用在Unix系统，使用该模型不需要创建窗口。最后一点区别：应用程序在调用WSAAsyncSelect函数后，套接字就被设置为非阻塞状态。而使用select函数不改变套接字的工作方式。
WSAAsyncSelect函数。
该函数告诉系统当网络事件发生时为套接字发送消息。声明如下：
[html] view
plaincopy
int WSAAsyncSelect(
SOCKET s,
HWND hWnd,
u_int wMsg,
long lEvent);
s为需要通知的套接字。
hWnd为当网络事件发生时接收消息的窗口句柄。
wMsg为当网络事件发生时窗口收到的消息。在此消息的响应函数内对网络事件进行处理。
lEvent为应用程序感兴趣的网络事件集合。
应用程序调用该函数后自动将套接字设置为非阻塞模式。通常用户自定义消息应该在WM_USER的基础之上定义。如WM_USER+1，以避免与Windows预定义的消息发生混淆。
网络事件可以有以下几种：
FD_READ：套接字可读通知。
FD_WRITE：可写通知。
FD_ACCEPT：服务器接收连接的通知。
FD_CONNECT：有客户连接通知。
FD_OOB：外带数据到达通知。
FD_CLOSE：套接字关闭通知。
FD_QOS：服务质量发生变化通知。
FD_GROUP_QOS：组服务质量发生变化通知。
FD_ROUTING_INTERFACE_CHANGE：与路由器接口发生变化的通知。
FD_ADDRESS_LIST_CHANGE：本地地址列表发生变化的通知。
开发人员应向应用程序注册感兴趣的网络事件。可以将它们按位或并传给lEvent函数。如：
[cpp] view
plaincopy
WSAAsyncSelect(s,hWnd,WM_SOCKET,FD_CONNECT|FD_READ|FD_CLOSE);
上述代码表示：当套接字连接到来、有数据可读或这套接字关闭的网络事件发生时，WM_SOCKET消息就会发送给hWnd为句柄的窗口。
消息处理函数。
消息处理函数是对网络事件发生时窗口消息的处理。它的声明如下：
[cpp] view
plaincop
LRESULT CALLBACK WindowProc(
HWND hWnd,
UINT uMsg,
WPARAM wParam,
LPARAM lParam)
hWnd为窗口句柄。
uMsg为当网络事件发生时的消息。
wParam为消息参数。该参数表明发生网络事件的套接字。
lParam也为消息参数。低字节表明已发生的网络事件。高字节包含错误代码。
在Windows sockets应用程序中，当WindowProc接收到网络消息时，在该函数内执行下面的步骤：
1：读取lParam的高字节，判断是否有错误发生。可以使用WSAGETSElECTERROR宏。
2：如果没有错误，读取lParam的低字节，检查发生了什么网络事件，可以使用WSAGETSELECTEVENT宏。
WSAGETSElECTERROR和WSAGETSELECTEVENT宏定义如下：
[cpp] view
plaincopy
#define WSAGETSElECTERROR(lParam) LOWORD(lParam)
#define WSAGETSELECTEVENT(lParam) HIWORD(lParam)
接下来就需要创建窗口和将网络消息与消息处理函数关联起来。如果使用MFC可以使用MFC提供的宏来进行处理。
注意：多次调用WSAAsyncSelect时，最后一次调用会取消前面注册的网络事件。
因为调用accept接受的套接字和监听套接字具有同样的属性。所以，任何为监听套接字设置的网络事件对接受套接字同样起作用。如果一个监听套接字请求FD_ACCEPT、FD_READ和FD_WRITE网络事件。则在该监听套接字上接受的任何套接字也会请求FD_ACCEPT，FD_READ和FD_WRITE网络事件。
FD_CLOSE网络事件用来判断套接字是否已经关闭。错误代码会指出套接字是从容关闭还是硬关闭。如果为0，为从容关闭。若错误代码为WSAECONNRESET，则套接字是硬关闭。调用closesocket不会投递FD_CLOSE事件。
发生网络事件的条件。
下列条件下会发生FD_READ事件：
1：当调用WSAAsyncSelect函数时，如果当前有数据可读。
2：当数据到达并且没有发送FD_READ网络事件时。
3：调用recv()或这recvfrom,如果仍有数据可读里。
下列情况下会发生FD_WRITE事件：
1：调用WSAAsyncSelect函数时，如果能够发送数据时。
2：connect或者accept函数后，连接已经建立时。
3：调用send或者sendto函数，返回WSAWOULDBLOCK错误后，再次调用send()或者sendto函数可能成功时。因为此时可能是套接字还处于不可写状态，多次调用直到调用成功为止。
WSAAsyncSelect的优势与不足。
该模型是在基于消息的Windows环境下开发应用程序。开发人员可以像处理其他消息一样，对网络事件进行处理。而且为确保接受所有数据提供了很好的机制。
不足：由于该模型基于Windows消息机制，必须在应用程序中创建窗口。虽然可以在开发中，确定是否显示该窗口。 由于调用WSAAsyncSelect函数后自动将套接字设置为非阻塞状态，当应用程序接收到网络事件时，未必能够成功返回。这无疑增加了使用该模型的难度。
接下来展示一个使用如何WSAAsyncSelect模型的例子。该程序使用WSAAsyncSelect模型管理接受的客户端套接字。编码步骤如下：
1：声明自定义消息。如WM_SOCKET
2：声明窗口例程。
3：将自定义消息与消息处理函数相关联。
4：初始化套接字动态库，创建套接字。
5：调用WSAAsyncSelect注册感兴趣的网络事件。本例服务器感兴趣的网络事件有FD_ACCEPT和FD_CLOSE。
6：绑定套接字开始监听。
一：声明自定义消息：
[cpp] view
plaincopy
#define WM_SOCKET WM_USER+1 //套接字消息。
除了声明自定义消息外还需要声明最大字符串长度、服务器监听端口、数据缓冲区。
[cpp] view
plaincopy
#define MAX_STRING 100 //最大字符串长度。
#define SERVERPORT 5000 //服务器端口。
#define MAX_SIZE_BUF 1024 //数据缓冲区长度。
二：声明消息处理函数并与消息关联：
1：在窗口类头文件中声明消息处理函数。如：
[cpp] view
plaincopy
afx_msg LRESULT onWmSocket(WPARAM wParam, LPARAM lParam);
2：在消息映射宏中将自定义消息如声明的消息处理函数关联：
[cpp] view
plaincopy
ON_MESSAGE(WM_SOCKET,&onWmSocket)
3：实现消息处理函数：
[cpp] view
plaincopy
LRESULT CuserdefinedMessageTestDlg::onWmSocket( WPARAM wParam, LPARAM lParam )
{
if(WSAGETSELECTERROR(lParam))
{
m_list.deleteNode(wParam);//wParam为发生消息的套接字。出现错误，则从链表中将该套接字对应的CClient类对象删除。
return false;
}
else
{
switch(WSAGETSELECTEVENT(lParam))
{
case FD_ACCEPT://接受客户端连接请求。
{
SOCKET sAccept;
if((sAccept==accept(wParam,NULL,NULL)==INVALID_SOCKET))
break;
m_list.add(sAccept);
//在新接受的套接字发生FD_READ,FD_WRITE,FD_CLOSE网络事件发生，发送WM_SOCKET消息；
WSAAsyncSelect(sAccept,this->m_hWnd,WM_SOCKET,FD_READ|FD_WRITE|FD_CLOSE);
}
break;
case FD_READ://可读，接收数据。
{
CClient *pClinet=GetClient(wParam);//根据套接字，获取客户端节点。
pClient->RecvData();
}
break;
case FD_WRITE://可写，发送数据。
{
CClient*pClient=GetClient(wParam);
pClient->SendData();
}
break;
case FD_CLOSE://对方关闭套接字连接。
{
if(WSAGETSELECTERROR(lParam)==0)
{
//从容关闭。
}
else if(WSAGETSELECTERROR(lParam)==WSAECONNREFUSED)
{
//硬关闭。
}
m_list.deleteNode(wParam);
}
break;
default:
break;
}
}
return 0;
}
三：创建套接字并注册感兴趣的网络事件.
1:初始化套接字动态库，并创建套接字。
[cpp] view
plaincopy
WSADATA wsa;
int ret=WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsa);
ListenSocket=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(ListenSocket==INVALID_SOCKET)
{
return false;
}
2：注册感兴趣的网络事件：
[cpp] view
plaincopy
WSAAsyncSelect(ListenSocket,this,WM_SOCKET,FD_ACCEPT|FD_CLOSE);
3:绑定套接字并监听。
[cpp] view
plaincopy
SOCKADDR_IN addr;
addr.sin_family=AF_INET;
addr.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr("192.168.1.100");
addr.sin_port=htons(4000);
int ret=bind(m_ListenSocket,(SOCKADDR*)&addr,sizeof(addr));
if(ret==INVALID_SOCKET)
{
return false;
}
ret=listen(m_ListenSocket,10);
if(ret==INVALID_SOCKET)
{
return false;
}
四：退出
[cpp] view
plaincopy
closesocket(m_ListenSocket);
WSACleanup();
五：CClient类。
自定义类CClient类用于管理服务器接受客户端的新建套接字。在该类中实现与客户端通信。
六；管理客户端套接字链表。
当服务器接受一个客户端连接请求后就会创建一个CClient实例。将该实例地址加入链表中。
WinSock是Windows提供的包含了一系列网络编程接口的套接字程序库。在这篇文章中，我们将介绍如何把它的非阻塞模式引入到应用程序中。
阻塞模式WinSock.下述伪代码给出了阻塞模式下WinSock的使用方式。
//服务器
WSAStartup();
SOCKET server = socket();
bind(server);
listen(server);
SOCKET client = accept(server);
send(client);
recv(client);
closesocket(client);
closesocket(server);
WSACleanup();
//客户端
WSAStartup();
SOCKET client=socket();
bind(client);
ServerAddress server;
connect(client, server);
recv(client);
send(client);
closesocket(client);
WSACleanup();
代码中，服务器端的accept()，客户端的connect()，以及服务器和客户端中共同的recv()、send()函数均会产生阻塞。
服务器在调用accept()后不会返回，直到接收到客户端的连接请求；
客户端在调用connect()后不会返回，直到对服务器连接成功或者失败；
服务器和客户端在调用recv()后不会返回，直到接收到并读取完一条消息；
服务器和客户端在调用send()后不会返回，直到发送完待发送的消息。
如果这两段代码被放在Windows程序的主线程中，你会发现消息循环被阻塞，程序不再响应用户输入及重绘请求。为了解决这个问题，
你可能会想到开辟另外一个线程来运行这些代码。这是可行的，但是考虑到每个SOCKET都不应该被其他SOCKET的操作所阻塞，是不是
需要为每个SOCKET开辟一个线程？再考虑到同一SOCKET的一个读写操作也不应该被另外一个读写操作所阻塞，是不是应该再为每个
SOCKET的读和写分别开辟一个线程？一般来说，这种自实现的多线程解决方案带来的诸多线程管理方面的问题，是你绝对不会想要遇
到的。
非阻塞模式WinSock
所幸的是，WinSock同时提供了非阻塞模式，并提出了几种I/O模型。最常见的I/O模型有select模型、WSAAsyncSelect模型及
WSAEventSelect模型，下面选择其中的WSAAsyncSelect模型进行介绍。使用WSAAsyncSelect模型将非阻塞模式引入到应用程序中的过
程看起来很简单，事实上你只需要多添加一个函数就够了。
int WSAAsyncSelect(SOCKET s, HWND hWnd, unsigned int wMsg, long lEvent);
该函数会自动将套接字设置为非阻塞模式，并且把发生在该套接字上且是你所感兴趣的事件，以Windows消息的形式发送到指定的窗口，
你需要做的就是在传统的消息处理函数中处理这些事件。参数hWnd表示指定接受消息的窗口句柄；参数wMsg表示消息码值（这意味着你
需要自定义一个Windows消息码）；参数IEvent表示你希望接受的网络事件的集合，它可以是如下值的任意组合：FD_READ, FD_WRITE,
FD_OOB, FD_ACCEPT, FD_CONNECT, FD_CLOSE 之后，就可以在我们熟知的Windows消息处理函数中处理这些事件。如果在某一套接字s上
发生了一个已命名的网络事件，应用程序窗口hWnd会接收到消息wMsg。参数wParam即为该事件相关的套接字s；参数lParam的低字段指
明了发生的网络事件，lParam的高字段则含有一个错误码，事件和错误码可以通过下面的宏从lParam中取出：
#define WSAGETSELECTEVENT(lParam) LOWORD(lParam)
#define WSAGETSELECTERROR(lParam) HIWORD(lParam)
下面继续使用伪代码来帮助阐述如何将上一节的阻塞模式WinSock应用升级到非阻塞模式。
首先自定义一个Windows消息码，用于标识我们的网络消息。
#define WM_CUSTOM_NETWORK_MSG (WM_USER + 100)
//服务器端，在监听之前，将监听套接字置为非阻塞模式，并且标明其感兴趣的事件为FD_ACCEPT。
WSAAsyncSelect(server, wnd, WM_CUSTOM_NETWORK_MSG, FD_ACCEPT);
listen(server);
//客户端，在连接之前，将套接字置为非阻塞模式，并标明其感兴趣的事件为FD_CONNECT。
WSAAsyncSelect(client, wnd, WM_CUSTOM_NETWORK_MSG, FD_CONNECT);
ServerAddress?server;
connect(client,?server);
//接着，在Windows消息处理函数中，我们将处理监听事件、连接事件、及读写事件，方便起见，这里将服务器和客户端的处理代码放在
了一起。
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
switch (message)
{
case WM_CUSTOM_NETWORK_MSG: // 自定义的网络消息码
{
SOCKET socket = (SOCKET)wParam; // 发生网络事件的套接字
long event = WSAGETSELECTEVENT(lParam); // 事件
int error = WSAGETSELECTERROR(lParam); // 错误码
switch (event)
{
case FD_ACCEPT: // 服务器收到新客户端的连接请求
{
// 接收到客户端连接，分配一个客户端套接字
SOCKET client = accept(socket);
// 将新分配的客户端套接字置为非阻塞模式，并标明其感兴趣的事件为读、写及关闭
WSAAsyncSelect(client, hWnd, message, FD_READ | FD_WRITE | FD_CLOSE);
}
break;
case FD_CONNECT: // 客户端连接到服务器的操作返回结果
{
// 成功连接到服务器，将客户端套接字置为非阻塞模式，并标明其感兴趣的事件为读、写及关闭
WSAAsyncSelect(socket, hWnd, message, FD_READ | FD_WRITE | FD_CLOSE);
}
break;
case FD_READ: // 收到网络包，需要读取
{
// 使用套接字读取网络包
recv(socket);
}
break;
case FD_WRITE:
{
// FD_WRITE的处理后面会具体讨论
}
break;
case FD_CLOSE: // 套接字的连接方(而非本地socket)关闭消息
{
}
break;
default:
break;
}
}
break;
…
}
…
}
以上就是非阻塞模式WinSock的应用框架，WSAAsyncSelect模型将套接字和Windows消息机制很好地粘合在一起，为用户异步SOCKET应用提供
了一种较优雅的解决方案。
扩展讨论
WinSock在系统底层为套接字收发网络数据各提供一个缓冲区，接收到的网络数据会缓存在这里等待应用程序读取，待发送的网络数据也会先
写进这里之后通过网络发送。相关的，针对FD_READ和FD_WRITE事件的读写处理，因涉及的内容稍微复杂而容易使人困惑，这里需要特别进行
讨论。在FD_READ事件中，使用recv()函数读取网络包数据时，由于事先并不知道完整网络包的大小，所以需要多次读取直到读完整个缓冲区
。这就需要类似如下代码的调用：
void* buf = 0;
int size = 0;
while (true)
{
char tmp[128];
int bytes = recv(socket, tmp, 128, 0);
if (bytes <= 0)
break;
else
{
int new_size = size + bytes;
buf = realloc(buf, new_size);
memcpy((void*)(((char*)buf) + size), tmp, bytes);
size = new_size;
}
}
//此时数据已经从缓冲区全部拷贝到buf中，你可以在这里对buf做一些操作
free(buf);
这一切看起来都没有什么问题，但是如果程序运行起来，你会收到比预期多出许多的FD_READ事件。如MSDN所述，正常的情况下，应用程序应
当为每一个FD_READ消息仅调用一次recv()函数。如果一个应用程序需要在一个FD_READ事件处理中调用多次recv()，那么它将会收到多个
FD_READ消息，因为每次未读完缓冲区的recv()调用，都会重新触发一个FD_READ消息。针对这种情况，我们需要在读取网络包前关闭掉FD_READ
消息通知，读取完这后再进行恢复，关闭FD_READ消息的方法很简单，只需要调用WSAAsyncSelect时参数lEvent中FD_READ字段不予设置即可。
//关闭FD_READ事件通知
WSAAsyncSelect(socket, hWnd, message, FD_WRITE | FD_CLOSE);
// 读取网络包
…
// 再次打开FD_READ事件通知
WSAAsyncSelect(socket, hWnd, message, FD_WRITE | FD_CLOSE | FD_READ);
第二个需要讨论的是FD_WRITE事件。这个事件指明缓冲区已经准备就绪，有了多出的空位可以让应用程序写入数据以供发送。该事件仅在两种
情况下被触发：
1. 套接字刚建立连接时，表明准备就绪可以立即发送数据。
2. 一次失败的send()调用后缓冲区再次可用时。如果系统缓冲区已经被填满，那么此时调用send()发送数据，将返回SOCKET_ERROR，使用
WSAGetLastError()会得到错误码WSAEWOULDBLOCK表明被阻塞。这种情况下当缓冲区重新整理出可用空间后，会向应用程序发送FD_WRITE消息，
示意其可以继续发送数据了。
所以说收到FD_WRITE消息并不单纯地等同于这是使用send()的唯一时机。一般来说，如果需要发送消息，直接调用send()发送即可。如果该次
调用返回值为SOCKET_ERROR且WSAGetLastError()得到错误码WSAEWOULDBLOCK，这意味着缓冲区已满暂时无法发送，此刻我们需要将待发数据
保存起来，等到系统发出FD_WRITE消息后尝试重新发送。也就是说，你需要针对FD_WRITE构建一套数据重发的机制，文末的工程源码里包含有
这套机制以供大家参考，这里不再赘述。
结语
至此，如何在非阻塞模式下使用WinSock进行编程介绍完毕，这个框架可以满足大多数网络游戏客户端及部分服务器的通信需求。更多应用层面
上的问题（如TCP粘包等）这里没有讨论，或许会在以后的文章中给出。
WSAAsyncSelect模型(同步I/O模型)
这里为什么说他是同步的，就是因为实际的数据的Copy是同步进行///的，而不是异步的，只是相应的通知机制(通知数据已经准备好了)，是异步的
这个模型允许应用程序以Windows消息的形式可在一个套接字上，接收网络事件通知
具体的做法是在建好一个套接字后，调用WSAAsyncSelect函数。
在我看来，WSAAsyncSelect是最简单的一种Winsock I/O模型（之所以说它简单是因为一个主线程就搞定了）。
这里，我们需要做的仅仅是：
1.在WM_CREATE消息处理函数中，初始化Windows Socket library，创建监听套接字，绑定，监听，并且调用WSAAsyncSelect函数表示我们关心在监听套接字上发生的FD_ACCEPT事件；
2.自定义一个消息WM_SOCKET，一旦在我们所关心的套接字（监听套接字和客户端套接字）上发生了某个事件，系统就会调用WndProc并且message参数被设置为WM_SOCKET；
3.在WM_SOCKET的消息处理函数中，分别对FD_ACCEPT、FD_READ和FD_CLOSE事件进行处理；
4.在窗口销毁消息(WM_DESTROY)的处理函数中，我们关闭监听套接字，清除Windows Socket library
WSAAsyncSelect模型是Windows socket的一个异步IO模型。利用该模型可以接收以Windows消息为基础的网络事件。Windows sockets应用程序在创建套接字后，调用WSAAsyncSelect函数注册感兴趣的网络事件，当该事件发生时Windows窗口收到消息，应用程序就可以对接收到的网络时间进行处理。
WSAAsyncSelect是select模型的异步版本。在应用程序使用select函数时会发生阻塞现象。可以通过select的timeout参数设置阻塞的时间。在设置的时间内，select函数等待，直到一个或多个套接字满足可读或可写的条件。
而WSAAsyncSelect是非阻塞的。Windows sockets程序在调用recv或send之前，调用WSAAsyncSelect注册网络事件。WSAAsyncSelect函数立即返回。当系统中数据准备好时，会向应用程序发送消息。此此消息的处理函数中可以调用recv或send进行接收或发送数据。
WSAAsyncSelect模型与select模型的相同点是它们都可以对多个套接字进行管理。但它们也有不小的区别。首先WSAAsyncSelect模型是异步的，且通知方式不同。更重要的一点是：WSAAsyncSelect模型应用在基于消息的Windows环境下，使用该模型时必须创建窗口，而select模型可以广泛应用在Unix系统，使用该模型不需要创建窗口。最后一点区别：应用程序在调用WSAAsyncSelect函数后，套接字就被设置为非阻塞状态。而使用select函数不改变套接字的工作方式。
WSAAsyncSelect函数。
该函数告诉系统当网络事件发生时为套接字发送消息。声明如下：
[html] view
plaincopy
int WSAAsyncSelect(
SOCKET s,
HWND hWnd,
u_int wMsg,
long lEvent);
s为需要通知的套接字。
hWnd为当网络事件发生时接收消息的窗口句柄。
wMsg为当网络事件发生时窗口收到的消息。在此消息的响应函数内对网络事件进行处理。
lEvent为应用程序感兴趣的网络事件集合。
应用程序调用该函数后自动将套接字设置为非阻塞模式。通常用户自定义消息应该在WM_USER的基础之上定义。如WM_USER+1，以避免与Windows预定义的消息发生混淆。
网络事件可以有以下几种：
FD_READ：套接字可读通知。
FD_WRITE：可写通知。
FD_ACCEPT：服务器接收连接的通知。
FD_CONNECT：有客户连接通知。
FD_OOB：外带数据到达通知。
FD_CLOSE：套接字关闭通知。
FD_QOS：服务质量发生变化通知。
FD_GROUP_QOS：组服务质量发生变化通知。
FD_ROUTING_INTERFACE_CHANGE：与路由器接口发生变化的通知。
FD_ADDRESS_LIST_CHANGE：本地地址列表发生变化的通知。
开发人员应向应用程序注册感兴趣的网络事件。可以将它们按位或并传给lEvent函数。如：
[cpp] view
plaincopy
WSAAsyncSelect(s,hWnd,WM_SOCKET,FD_CONNECT|FD_READ|FD_CLOSE);
上述代码表示：当套接字连接到来、有数据可读或这套接字关闭的网络事件发生时，WM_SOCKET消息就会发送给hWnd为句柄的窗口。
消息处理函数。
消息处理函数是对网络事件发生时窗口消息的处理。它的声明如下：
[cpp] view
plaincop
LRESULT CALLBACK WindowProc(
HWND hWnd,
UINT uMsg,
WPARAM wParam,
LPARAM lParam)
hWnd为窗口句柄。
uMsg为当网络事件发生时的消息。
wParam为消息参数。该参数表明发生网络事件的套接字。
lParam也为消息参数。低字节表明已发生的网络事件。高字节包含错误代码。
在Windows sockets应用程序中，当WindowProc接收到网络消息时，在该函数内执行下面的步骤：
1：读取lParam的高字节，判断是否有错误发生。可以使用WSAGETSElECTERROR宏。
2：如果没有错误，读取lParam的低字节，检查发生了什么网络事件，可以使用WSAGETSELECTEVENT宏。
WSAGETSElECTERROR和WSAGETSELECTEVENT宏定义如下：
[cpp] view
plaincopy
#define WSAGETSElECTERROR(lParam) LOWORD(lParam)
#define WSAGETSELECTEVENT(lParam) HIWORD(lParam)
接下来就需要创建窗口和将网络消息与消息处理函数关联起来。如果使用MFC可以使用MFC提供的宏来进行处理。
注意：多次调用WSAAsyncSelect时，最后一次调用会取消前面注册的网络事件。
因为调用accept接受的套接字和监听套接字具有同样的属性。所以，任何为监听套接字设置的网络事件对接受套接字同样起作用。如果一个监听套接字请求FD_ACCEPT、FD_READ和FD_WRITE网络事件。则在该监听套接字上接受的任何套接字也会请求FD_ACCEPT，FD_READ和FD_WRITE网络事件。
FD_CLOSE网络事件用来判断套接字是否已经关闭。错误代码会指出套接字是从容关闭还是硬关闭。如果为0，为从容关闭。若错误代码为WSAECONNRESET，则套接字是硬关闭。调用closesocket不会投递FD_CLOSE事件。
发生网络事件的条件。
下列条件下会发生FD_READ事件：
1：当调用WSAAsyncSelect函数时，如果当前有数据可读。
2：当数据到达并且没有发送FD_READ网络事件时。
3：调用recv()或这recvfrom,如果仍有数据可读里。
下列情况下会发生FD_WRITE事件：
1：调用WSAAsyncSelect函数时，如果能够发送数据时。
2：connect或者accept函数后，连接已经建立时。
3：调用send或者sendto函数，返回WSAWOULDBLOCK错误后，再次调用send()或者sendto函数可能成功时。因为此时可能是套接字还处于不可写状态，多次调用直到调用成功为止。
WSAAsyncSelect的优势与不足。
该模型是在基于消息的Windows环境下开发应用程序。开发人员可以像处理其他消息一样，对网络事件进行处理。而且为确保接受所有数据提供了很好的机制。
不足：由于该模型基于Windows消息机制，必须在应用程序中创建窗口。虽然可以在开发中，确定是否显示该窗口。 由于调用WSAAsyncSelect函数后自动将套接字设置为非阻塞状态，当应用程序接收到网络事件时，未必能够成功返回。这无疑增加了使用该模型的难度。
接下来展示一个使用如何WSAAsyncSelect模型的例子。该程序使用WSAAsyncSelect模型管理接受的客户端套接字。编码步骤如下：
1：声明自定义消息。如WM_SOCKET
2：声明窗口例程。
3：将自定义消息与消息处理函数相关联。
4：初始化套接字动态库，创建套接字。
5：调用WSAAsyncSelect注册感兴趣的网络事件。本例服务器感兴趣的网络事件有FD_ACCEPT和FD_CLOSE。
6：绑定套接字开始监听。
一：声明自定义消息：
[cpp] view
plaincopy
#define WM_SOCKET WM_USER+1 //套接字消息。
除了声明自定义消息外还需要声明最大字符串长度、服务器监听端口、数据缓冲区。
[cpp] view
plaincopy
#define MAX_STRING 100 //最大字符串长度。
#define SERVERPORT 5000 //服务器端口。
#define MAX_SIZE_BUF 1024 //数据缓冲区长度。
二：声明消息处理函数并与消息关联：
1：在窗口类头文件中声明消息处理函数。如：
[cpp] view
plaincopy
afx_msg LRESULT onWmSocket(WPARAM wParam, LPARAM lParam);
2：在消息映射宏中将自定义消息如声明的消息处理函数关联：
[cpp] view
plaincopy
ON_MESSAGE(WM_SOCKET,&onWmSocket)
3：实现消息处理函数：
[cpp] view
plaincopy
LRESULT CuserdefinedMessageTestDlg::onWmSocket( WPARAM wParam, LPARAM lParam )
{
if(WSAGETSELECTERROR(lParam))
{
m_list.deleteNode(wParam);//wParam为发生消息的套接字。出现错误，则从链表中将该套接字对应的CClient类对象删除。
return false;
}
else
{
switch(WSAGETSELECTEVENT(lParam))
{
case FD_ACCEPT://接受客户端连接请求。
{
SOCKET sAccept;
if((sAccept==accept(wParam,NULL,NULL)==INVALID_SOCKET))
break;
m_list.add(sAccept);
//在新接受的套接字发生FD_READ,FD_WRITE,FD_CLOSE网络事件发生，发送WM_SOCKET消息；
WSAAsyncSelect(sAccept,this->m_hWnd,WM_SOCKET,FD_READ|FD_WRITE|FD_CLOSE);
}
break;
case FD_READ://可读，接收数据。
{
CClient *pClinet=GetClient(wParam);//根据套接字，获取客户端节点。
pClient->RecvData();
}
break;
case FD_WRITE://可写，发送数据。
{
CClient*pClient=GetClient(wParam);
pClient->SendData();
}
break;
case FD_CLOSE://对方关闭套接字连接。
{
if(WSAGETSELECTERROR(lParam)==0)
{
//从容关闭。
}
else if(WSAGETSELECTERROR(lParam)==WSAECONNREFUSED)
{
//硬关闭。
}
m_list.deleteNode(wParam);
}
break;
default:
break;
}
}
return 0;
}
三：创建套接字并注册感兴趣的网络事件.
1:初始化套接字动态库，并创建套接字。
[cpp] view
plaincopy
WSADATA wsa;
int ret=WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsa);
ListenSocket=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(ListenSocket==INVALID_SOCKET)
{
return false;
}
2：注册感兴趣的网络事件：
[cpp] view
plaincopy
WSAAsyncSelect(ListenSocket,this,WM_SOCKET,FD_ACCEPT|FD_CLOSE);
3:绑定套接字并监听。
[cpp] view
plaincopy
SOCKADDR_IN addr;
addr.sin_family=AF_INET;
addr.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr("192.168.1.100");
addr.sin_port=htons(4000);
int ret=bind(m_ListenSocket,(SOCKADDR*)&addr,sizeof(addr));
if(ret==INVALID_SOCKET)
{
return false;
}
ret=listen(m_ListenSocket,10);
if(ret==INVALID_SOCKET)
{
return false;
}
四：退出
[cpp] view
plaincopy
closesocket(m_ListenSocket);
WSACleanup();
五：CClient类。
自定义类CClient类用于管理服务器接受客户端的新建套接字。在该类中实现与客户端通信。
六；管理客户端套接字链表。
当服务器接受一个客户端连接请求后就会创建一个CClient实例。将该实例地址加入链表中。
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