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异步选择模型

2017-04-18 10:26 190 查看
WSAAsyncSelect模型是Windows socket的一个异步IO模型,利用这个模型,应用程序可在一个套接字上,接收以Windows消息为基础的网络事件通知。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事件进行处理。利用WSAAsyncSelect函数,将socket消息发送到hWnd窗口上,然后在那里处理相应的FD_READ,FD_WRITE等消息。

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。

优点:

WSAAsyncSelect和WSAEventSelect模型提供了读写数据能力的异步通知,但他们不提供异步数据传送,而重叠模型及完成端口模型提供异步数据的传送,而且它可以在系统开销不大的情况下同时处理很多连接,而select模型还需要建立fd_set结构。

缺点:

必须要使用一个窗口接收消息,如果处理成千上万的套接字就力不从心了。

//服务器端
#include <WINSOCK2.H>
#include <windows.h>

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

#define WM_SOCKET WM_USER+100
#define SERVER_PORT		5000
#define MSGSIZE			1024

LRESULT CALLBACK WindowProc(
HWND hwnd,      // handle to window
UINT uMsg,      // message identifier
WPARAM wParam,  // first message parameter
LPARAM lParam   // second message parameter
);

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow) {
TCHAR szClsName[] = TEXT("AsyncSelect Model");

WNDCLASS wndclass;
wndclass.cbClsExtra = 0;
wndclass.cbWndExtra = 0;
wndclass.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);
wndclass.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
wndclass.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);
wndclass.hInstance = hInstance;
wndclass.lpfnWndProc = WindowProc;
wndclass.lpszClassName = szClsName;
wndclass.lpszMenuName = NULL;
wndclass.style = CS_VREDRAW | CS_HREDRAW;

RegisterClass(&wndclass);
HWND hWnd = CreateWindow(szClsName,
TEXT("异步选择模型测试"),
WS_OVERLAPPEDWINDOW,
CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,
CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,
NULL, NULL, hInstance, NULL);

ShowWindow(hWnd, nCmdShow);
UpdateWindow(hWnd);

MSG msg;
while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) {
TranslateMessage(&msg);
DispatchMessage(&msg);
}
return msg.wParam;
}

LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam) {
static SOCKET sListen;
SOCKET sClient;
SOCKADDR_IN local, client;
int ret, iAddrSize = sizeof(client);
local.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);
local.sin_family = AF_INET;
local.sin_port = htons(SERVER_PORT);
char szMessage[MSGSIZE];

switch (uMsg) {
case WM_CREATE:
{
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
int err;

wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);
err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
sListen = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
bind(sListen, (struct sockaddr*)&local, sizeof(SOCKADDR_IN));
listen(sListen, 3);
WSAAsyncSelect(sListen, hwnd, WM_SOCKET, FD_ACCEPT);

return 0;
}
break;
case WM_DESTROY:
{
closesocket(sListen);
WSACleanup();
PostQuitMessage(0);
return 0;
}
break;
case WM_SOCKET:
{
switch (WSAGETSELECTEVENT(lParam)) {
case FD_CONNECT:
MessageBox(hwnd, TEXT("客户端发起了连接请求"), NULL, MB_OK);
break;
case FD_ACCEPT:
sClient = accept(wParam, (struct sockaddr*)&client, &iAddrSize);
WSAAsyncSelect(sClient, hwnd, uMsg, FD_READ | FD_CLOSE);
MessageBox(hwnd, TEXT("已接收客户端的连接请求"), NULL, MB_OK);
break;
case FD_READ:
memset(szMessage, 0, sizeof(szMessage));
ret = recv(wParam, szMessage, MSGSIZE, 0);
if (ret == 0 || (ret == SOCKET_ERROR && WSAGetLastError() == WSAECONNRESET)) {
closesocket(wParam);
} /*else {
send(wParam, szMessage, strlen(szMessage), 0);
}*/
MessageBox(hwnd, szMessage, NULL, MB_OK);
break;
case FD_CLOSE:
//当客户端套接字关闭时会收到该消息
closesocket(wParam);
break;
}
}
break;
}

return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam);
}
//客户端可以使用选择模型中的客户端部分

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)。使用Raw Windows API写过窗口类应用程序的人应该都能看得懂。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

WSAGETSELECTEVENT(lParam) 可以用来得到网络事件本身,而wParam则被用来传递socket的handle 。然后,就可以主动调用 socket 函数来处理这些事件了。

下面这张用于WSAAsyncSelect函数的网络事件类型表可以让你对各个网络事件有更清楚的认识:

FD_READ 应用程序想要接收有关是否可读的通知,以便读入数据

FD_WRITE 应用程序想要接收有关是否可写的通知,以便写入数据

FD_OOB 应用程序想接收是否有带外(OOB)数据抵达的通知

FD_ACCEPT 应用程序想接收与进入连接有关的通知

FD_CONNECT 应用程序想接收与一次连接或者多点join操作完成的通知

FD_CLOSE 应用程序想接收与套接字关闭有关的通知

FD_QOS 应用程序想接收套接字“服务质量”(QoS)发生更改的通知

FD_GROUP_QOS 应用程序想接收套接字组“服务质量”发生更改的通知(现在没什么用处,为未来套接字组的使用保留)

FD_ROUTING_INTERFACE_CHANGE 应用程序想接收在指定的方向上,与路由接口发生变化的通知

FD_ADDRESS_LIST_CHANGE 应用程序想接收针对套接字的协议家族,本地地址列表发生变化的通知
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