windows上基于消息的异步套接字及其网络聊天室编写

本文介绍了Windows套接字的异步操作,包括阻塞和非阻塞模式,重点讲解了基于消息的异步存取策略。同时,详细阐述了WSAAsyncSelect函数在网络事件处理中的作用,以及WSAEnumProtocols、WSASocket、WSARecvFrom和WSASendTo等关键函数的使用。最后,讨论了如何利用这些技术编写网络聊天室。

一、基本概念

      1、Windows套接字在两种模式下执行I/O操作,阻塞和非阻塞。在阻塞模式下,在I/O操作完成前,执行操作的Winsock函数会一直等待下去,不会立即返回程序(将控制权交还给程序)。而在非阻塞模式下,Winsock函数无论如何都会立即返回。例如,程序中调用recvfrom函数后,如果这时网络上没有数据传送过来,该函数就会阻塞程序的执行,从而导致调用线程暂停运行。

      2、Windows Sockets为了支持Windows消息驱动机制,使应用程序开发者能够方便地处理网络通信,它对网络事件采用了基于消息的异步存取策略。Windows Sockets的异步选择函数WSAAsyncSelect()提供了消息机制的网络事件选择,当使用它登记的网络事件发生时,Windows应用程序相应的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。

二、相关函数介绍    

         int  WSAAsyncSelect(SOCKET  s,HWND  hWnd,  unsigned  int  wMsg,long  lEvent); 
        该函数为指定的套接字请求基于Windows消息的网络事件通知,并自动将该套接字设置为非阻塞模式。
        1、s,标志请求网络事件通知的套接字描述符。
        2、hWnd,标识一个网络事件发生时接收消息的窗口的句柄。
        3、wMsg,指定网络事件发生时窗口将接收到的消息。
        4、lEvent,指定应用程序感兴趣的网络事件。该参数可以是以下表中的值之一,并且可以采用位或操作来构造多个事件。
取值 说明
FD_READ 接收有关是否可读的通知,以便读取数据
FD_WRITE 接收有关是否可写的通知
FD_OOB 接收是否带外数据抵达的通知
FD_ACCEPT 接收与进入连接有关的通知
FD_CONNECT 接收连接操作已完成的通知
FD_CLOSE 接收与套接字 关闭有关的通知
FD_QOS 接收套接字“服务质量”发生更改的通知
FD_GROUP_QOS 接收套接字组“服务质量”发生更改的通知
FD_ROUTING_INTERFACE_CHANGE 接收在指定的方向上,与路由接口发生变化有关的通知
本资源设置1个资源分,您可以下载作为捐献。 如果您有Git,还可以从http://www.goldenhawking.org:3000/goldenhawking/zoom.pipeline直接签出最新版本 (上一个版本“一种可伸缩的全异步C/S架构服务器实现”是有问题的,现在已经完成更改)。 服务由以下几个模块组成. 1、 网络传输模块。负责管理用于监听、传输的套接字,并控制数据流在不同线程中流动。数据收发由一定规模的线程池负责,实现方法完全得益于Qt的线程事件循环。被绑定到某个Qthread上的Qobject对象,其信号-槽事件循环由该线程负责。这样,便可方便的指定某个套接字对象使用的线程。同样,受惠于Qt的良好封装,直接支持Tcp套接字及SSL套接字,且在运行时可动态调整。(注:编译这个模块需要Qt的SSL支持,即在 configure 时加入 -openssl 选项) 2、 任务流水线模块。负责数据的处理。在计算密集型的应用中,数据处理负荷较重,需要和网络传输划分开。基于普通线程池的处理模式,也存在队列阻塞的问题——若干个客户端请求的耗时操作,阻塞了其他客户端的响应,哪怕其他客户端的请求很短时间就能处理完毕,也必须排队等待。采用流水线线程池避免了这个问题。每个客户端把需要做的操作进行粒度化,在一个环形的队列中,线程池对单个客户端,每次仅处理一个粒度单位的任务。单个粒度单位完成后,该客户端的剩余任务便被重新插入到队列尾部。这个机制保证了客户端的整体延迟较小。 3、 服务集群管理模块。该模块使用了网络传输模块、任务流水线模块的功能,实现了跨进程的服务器ßà服务器链路。在高速局域网中,连接是快速、稳定的。因此,该模块被设计成一种星型无中心网络。任意新增服务器节点选择现有服务器集群中的任意一个节点,接入后,通过广播自动与其他服务器节点建立点对点连接。本模块只是提供一个服务器到服务器的通信隧道,不负责具体通信内容的解译。对传输内容的控制,由具体应用决定。 4、 数据库管理模块。该模块基于Qt的插件式数据库封装QtSql。数据库被作为资源管理,支持在多线程的条件下,使用数据库资源。 5、 框架界面。尽管常见的服务运行时表现为一个后台进程,但为了更好的演示服务器的功能,避免繁琐的配置,还是需要一个图形界面来显示状态、设置参数。本范例中,界面负责轮训服务器的各个状态,并设置参数。设置好的参数被存储在一个ini文件中,并在服务开启时加载。 6、应用专有部分模块。上述1-4共四个主要模块均是通用的。他们互相之间没有形成联系,仅仅是作为一种资源存在于程序的运行时(Runtime)之中。应用专有部分模块根据具体任务需求,灵活的使用上述资源,以实现功能。在范例代码中,实现了一种点对点的转发机制。演示者虚拟出一些工业设备,以及一些操作员使用的客户端软件。设备与客户端软件在成功认证并登录后,需要交换数据。改变这个模块的代码,即可实现自己的功能。
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