手把手教你玩转SOCKET模型之重叠I/O篇（下）
http://blog.csdn.net/PiggyXP/archive/2004/09/23/114908.aspx
四。 ? ? 實現(xiàn)重疊模型的步驟
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作了這么多的準(zhǔn)備工作，費了這么多的筆墨，我們終于可以開始著手編碼了。其實慢慢的你就會明白，要想透析重疊結(jié)構(gòu)的內(nèi)部原理也許是要費點功夫，但是只是學(xué)會如何來使用它，卻是真的不難，唯一需要理清思路的地方就是和大量的客戶端交互的情況下，我們得到事件通知以后，如何得知是哪一個重疊操作完成了，繼而知道究竟該對哪一個套接字進(jìn)行處理，應(yīng)該去哪個緩沖區(qū)中的取得數(shù)據(jù)，everything will be OK^_^。
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下面我們配合代碼，來一步步的講解如何親手完成一個重疊模型。
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【第一步】定義變量…………
#define DATA_BUFSIZE ? ? 4096 ? ? ? ? ?// 接收緩沖區(qū)大小
SOCKET ? ? ? ? ListenSocket, ? ? ? ? ? ? // 監(jiān)聽套接字
AcceptSocket; ? ? ? ? ? ? // 與客戶端通信的套接字
WSAOVERLAPPED ?AcceptOverlapped; ? ? // 重疊結(jié)構(gòu)一個
WSAEVENT ?EventArray[WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS]; ?
// 用來通知重疊操作完成的事件句柄數(shù)組
WSABUF ? ? DataBuf[DATA_BUFSIZE] ; ? ? ?
DWORD ? ? dwEventTotal = 0, ? ? ? ? ? ?// 程序中事件的總數(shù)
?? ? ? ? ? ? dwRecvBytes = 0, ? ? ? ? ? ?// 接收到的字符長度
?? ? ? ? ? ? ? ? ? Flags = 0; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?// WSARecv的參數(shù)
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【第二步】創(chuàng)建一個套接字，開始在指定的端口上監(jiān)聽連接請求
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和其他的SOCKET初始化全無二致，直接照搬即可，在此也不多費唇舌了，需要注意的是為了一目了然，我去掉了錯誤處理，平常可不要這樣啊，盡管這里出錯的幾率比較小。
WSADATA wsaData;
WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData);
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ListenSocket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP); ?//創(chuàng)建TCP套接字
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SOCKADDR_IN ServerAddr; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? //分配端口及協(xié)議族并綁定
ServerAddr.sin_family=AF_INET; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
ServerAddr.sin_addr.S_un.S_addr ?=htonl(INADDR_ANY); ? ? ? ? ?
ServerAddr.sin_port=htons(11111);
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bind(ListenSocket,(LPSOCKADDR)&ServerAddr, sizeof(ServerAddr)); // 綁定套接字
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listen(ListenSocket, 5); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? //開始監(jiān)聽
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【第三步】接受一個入站的連接請求
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??一個accept就完了，都是一樣一樣一樣一樣的啊~~~~~~~~~~
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?至于AcceptEx的使用，在完成端口中我會講到，這里就先不一次灌輸這么多了，不消化啊^_^
?AcceptSocket = accept (ListenSocket, NULL,NULL) ;?
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當(dāng)然，這里是我偷懶，如果想要獲得連入客戶端的信息（記得論壇上也常有人問到），accept的后兩個參數(shù)就不要用NULL，而是這樣
SOCKADDR_IN ClientAddr; ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 定義一個客戶端得地址結(jié)構(gòu)作為參數(shù)
int addr_length=sizeof(ClientAddr);
AcceptSocket = accept(ListenSocket,(SOCKADDR*)&ClientAddr, &addr_length);
// 于是乎，我們就可以輕松得知連入客戶端的信息了
LPCTSTR lpIP = ?inet_ntoa(ClientAddr.sin_addr); ? ? ?// IP
UINT nPort = ClientAddr.sin_port; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?// Port
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【第四步】建立并初始化重疊結(jié)構(gòu)
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為連入的這個套接字新建立一個WSAOVERLAPPED重疊結(jié)構(gòu)，并且象前面講到的那樣，為這個重疊結(jié)構(gòu)從事件句柄數(shù)組里挑出一個空閑的對象句柄“綁定”上去。
// 創(chuàng)建一個事件
// dwEventTotal可以暫時先作為Event數(shù)組的索引
EventArray[dwEventTotal] = WSACreateEvent(); ? ? ?
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ZeroMemory(&AcceptOverlapped, sizeof(WSAOVERLAPPED)); ? ? ?// 置零
AcceptOverlapped.hEvent = EventArray[dwEventTotal]; ? ? ? ? ? ?// 關(guān)聯(lián)事件
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char buffer[DATA_BUFSIZE];
ZeroMemory(buffer, DATA_BUFSIZE);
DataBuf.len = DATA_BUFSIZE;
DataBuf.buf = buffer; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?// 初始化一個WSABUF結(jié)構(gòu)
dwEventTotal ++; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?// 總數(shù)加一
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【第五步】以WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)為參數(shù)，在套接字上投遞WSARecv請求
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各個變量都已經(jīng)初始化OK以后，我們就可以開始Socket操作了，然后讓W(xué)SAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)來替我們管理I/O 請求，我們只用等待事件的觸發(fā)就OK了。
if(WSARecv(AcceptSocket ,&DataBuf,1,&dwRecvBytes,&Flags,
?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?& AcceptOverlapped, NULL) == SOCKET_ERROR)
{?
?? // 返回WSA_IO_PENDING是正常情況，表示IO操作正在進(jìn)行，不能立即完成
?? // 如果不是WSA_IO_PENDING錯誤，就大事不好了~~~~~~！！！
?? ? ?if(WSAGetLastError() != WSA_IO_PENDING) ? ?
?? ? ?{
?? ? ? ? ? ? ? ? // 那就只能關(guān)閉大吉了
?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? closesocket(AcceptSocket);
?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? WSACloseEvent(EventArray[dwEventTotal]);
?? ? ? ? }
}
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【第六步】 用WSAWaitForMultipleEvents函數(shù)等待重疊操作返回的結(jié)果
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??我們前面已經(jīng)給WSARecv關(guān)聯(lián)的重疊結(jié)構(gòu)賦了一個事件對象句柄，所以我們這里要等待事件對象的觸發(fā)與之配合，而且需要根據(jù)WSAWaitForMultipleEvents函數(shù)的返回值來確定究竟事件數(shù)組中的哪一個事件被觸發(fā)了，這個函數(shù)的用法及返回值請參考前面的基礎(chǔ)知識部分。
DWORD dwIndex;
// 等候重疊I/O調(diào)用結(jié)束
// 因為我們把事件和Overlapped綁定在一起，重疊操作完成后我們會接到事件通知
dwIndex = WSAWaitForMultipleEvents(dwEventTotal,?
EventArray ,FALSE ,WSA_INFINITE,FALSE);
// 注意這里返回的Index并非是事件在數(shù)組里的Index，而是需要減去WSA_WAIT_EVENT_0
dwIndex = dwIndex – WSA_WAIT_EVENT_0;
?
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【第七步】使用WSAResetEvent函數(shù)重設(shè)當(dāng)前這個用完的事件對象
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事件已經(jīng)被觸發(fā)了之后，它對于我們來說已經(jīng)沒有利用價值了，所以要將它重置一下留待下一次使用，很簡單，就一步，連返回值都不用考慮
WSAResetEvent(EventArray[dwIndex]);
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【第八步】使用WSAGetOverlappedResult函數(shù)取得重疊調(diào)用的返回狀態(tài)
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??這是我們最關(guān)心的事情，費了那么大勁投遞的這個重疊操作究竟是個什么結(jié)果呢？其實對于本模型來說，唯一需要檢查一下的就是對方的Socket連接是否已經(jīng)關(guān)閉了
DWORD dwBytesTransferred;
WSAGetOverlappedResult( AcceptSocket, AcceptOverlapped ,
&dwBytesTransferred, FALSE, &Flags);
// 先檢查通信對方是否已經(jīng)關(guān)閉連接
// 如果==0則表示連接已經(jīng)，則關(guān)閉套接字
if(dwBytesTransferred == 0)
{
?? ? ? ? closesocket(AcceptSocket);
?? ? ?WSACloseEvent(EventArray[dwIndex]); ? ?// 關(guān)閉事件
?? ? ? ? return;
}
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【第九步】“享受”接收到的數(shù)據(jù)
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如果程序執(zhí)行到了這里，那么就說明一切正常，WSABUF結(jié)構(gòu)里面就存有我們WSARecv來的數(shù)據(jù)了，終于到了盡情享用成果的時候了！喝杯茶，休息一下吧~~~^_^
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DataBuf.buf就是一個char*字符串指針，聽?wèi){你的處理吧，我就不多說了
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【第十步】同第五步一樣，在套接字上繼續(xù)投遞WSARecv請求，重復(fù)步驟 6 ~ 9
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?這樣一路作下來，我們終于可以從客戶端接收到數(shù)據(jù)了，但是回想起來，呀~~~~~，這樣豈不是只能收到一次數(shù)據(jù)，然后程序不就Over了？…….-_-b ?所以我們接下來不得不重復(fù)一遍第四步和第五步的工作，再次在這個套接字上投遞另一個WSARecv請求，并且使整個過程循環(huán)起來，are u clear？？
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?? ? 大家可以參考我的代碼，在這里就先不寫了，因為各位都一定比我smart，領(lǐng)悟了關(guān)鍵所在以后，稍作思考就可以靈活變通了。
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五。 ? ? ? ? 多客戶端情況的注意事項
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?? ? 完成了上面的循環(huán)以后，重疊模型就已經(jīng)基本上搭建好了80%了，為什么不是100%呢？因為仔細(xì)一回想起來，呀~~~~~~~，這樣豈不是只能連接一個客戶端？？是的，如果只處理一個客戶端，那重疊模型就半點優(yōu)勢也沒有了，我們正是要使用重疊模型來處理多個客戶端。
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?? ? ?所以我們不得不再對結(jié)構(gòu)作一些改動。
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1． 首先，肯定是需要一個SOCKET數(shù)組 ,分別用來和每一個SOCKET通信
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其次，因為重疊模型中每一個SOCKET操作都是要“綁定”一個重疊結(jié)構(gòu)的，所以需要為每一個SOCKET操作搭配一個WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)，但是這樣說并不嚴(yán)格，因為如果每一個SOCKET同時只有一個操作，比如WSARecv，那么一個SOCKET就可以對應(yīng)一個WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)，但是如果一個SOCKET上會有WSARecv 和WSASend兩個操作，那么一個SOCKET肯定就要對應(yīng)兩個WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)，所以有多少個SOCKET操作就會有多少個WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)。
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然后，同樣是為每一個WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)都要搭配一個WSAEVENT事件，所以說有多少個SOCKET操作就應(yīng)該有多少個WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)，有多少個WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)就應(yīng)該有多少個WSAEVENT事件，最好把SOCKET – WSAOVERLAPPED – WSAEVENT三者的關(guān)聯(lián)起來，到了關(guān)鍵時刻才會臨危不亂：）
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2． 不得不分作兩個線程：
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一個用來循環(huán)監(jiān)聽端口，接收請求的連接，然后給在這個套接字上配合一個WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)投遞第一個WSARecv請求，然后進(jìn)入第二個線程中等待操作完成。
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第二個線程用來不停的對WSAEVENT數(shù)組WSAWaitForMultipleEvents，等待任何一個重疊操作的完成，然后根據(jù)返回的索引值進(jìn)行處理，處理完畢以后再繼續(xù)投遞另一個WSARecv請求。
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這里需要注意一點的是，前面我是把WSAWaitForMultipleEvents函數(shù)的參數(shù)設(shè)置為WSA_
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INFINITE的，但是在多客戶端的時候這樣就不OK了，需要設(shè)定一個超時時間，如果等待超時了再重新WSAWaitForMultipleEvents，因為WSAWaitForMultipleEvents函數(shù)在沒有觸發(fā)的時候是阻塞在那里的，我們可以設(shè)想一下，這時如果監(jiān)聽線程忠接入了新的連接，自然也會為這個連接增加一個Event，但是WSAWaitForMultipleEvents還是阻塞在那里就不會處理這個新連接的Event了。也不知道說明白了沒有。。。。。。-_-b 可能在這里你也體會不到，真正編碼的時候就會明白了。?
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其他還有不明白的地方可以參考我的代碼，代碼里也有比較詳盡的注釋, ?Enjoy~~~
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不過可惜是為了照顧大多數(shù)人，使用的是MFC的代碼，顯得代碼有些雜亂。
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六． ? ?已知問題
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?? ?這個已知問題是說我的代碼中的已知問題，可不是重疊結(jié)構(gòu)的已知問題：）
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這個示例代碼已經(jīng)寫好了很久了，這兩天做最后測試的時候才發(fā)現(xiàn)竟然有兩個Bug，而且還不是每次都會出現(xiàn)，5555，我最近是實在沒有精力去改了，如果有心的朋友能修改掉這兩個Bug，那真是造福大家了，這篇文章都險些流產(chǎn)，我更沒有經(jīng)歷去修改都快要淡忘了的代碼的Bug了，我寫在這里提醒一下大家了，反正這個代碼也僅僅是拋磚引玉而已，而且我覺得比起代碼來還是文字比較珍貴^_^，因為重疊模型的代碼網(wǎng)上也還是有不少的。兩個Bug是這樣的：
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1． ?多個客戶端在連續(xù)退出的時候，有時會出現(xiàn)異常；
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2． ?有時多個客戶端的接收緩沖區(qū)竟然會重疊到一起，就是說A客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)后面會根有B客戶端上次發(fā)來的數(shù)據(jù)。。。。。-_-b
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改進(jìn)算法：其實代碼中的算法還有很多可以改進(jìn)的地方，limin朋友就向我提及過幾個非常好的改進(jìn)算法，比如如何在socket數(shù)組中尋找空閑的socket用來通信，但是我并沒有加到這份代碼里面來，因為本來重疊模型的代碼就比較雜，再加上這些東西恐怕反而會給初學(xué)者帶來困難。但是非常歡迎各位和我討論重疊模型的改進(jìn)算法以及我代碼中存在問題！^_^
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就說這么多吧，但愿你能通過這篇文章熟練的玩轉(zhuǎn)重疊IO模型，就沒有枉費我這番功夫了。^_^
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敬請期待本系列下一篇拙作《手把手教你玩轉(zhuǎn)SOCKET模型之完成例程篇》
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?? ? ? ? ? ? ? ------ ? ?Finished in DLUT | DIP
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?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ------ ? ?2004-09-22
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的手把手教你玩转SOCKET模型之重叠I/O篇（下）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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