套接字模式—非阻塞模式开发（5）—— Client

客户端程序代码仅六百余行，主要是PackExpression函数，与RecvDataThread、SendDataThread这两个线程函数难以理解，全部代码如下：

// Client.cpp : Defines the entry point for the console application. // #include "stdafx.h" #include <string.h> #include <assert.h> #include <iostream> #include <winsock2.h> #include <process.h> #pragma comment(lib, "WS2_32.lib") using namespace std; #define CLIENT_SETUP_FAIL 1 //启动客户端失败 #define CLIENT_CREATETHREAD_FAIL 2 //创建线程失败 #define CLIENT_CONNECT_FAIL 3 //网络连接断开 #define TIMEFOR_THREAD_EXIT 1000 //子线程退出时间 #define TIMEFOR_THREAD_SLEEP 500 //线程睡眠时间 #define SERVERIP "127.0.0.1" //服务器IP #define SERVERPORT 5556 //服务器TCP端口 #define MAX_NUM_BUF 48 //缓冲区的最大长度 #define ADD '+' //+ #define SUB '-' //- #define MUT '*' //* #define DIV '/' /// #define EQU '=' //= //数据包类型 #define EXPRESSION 'E' //算数表达式 #define BYEBYE 'B' //消息byebye #define HEADERLEN (sizeof(hdr)) //头长度 //数据包头结构该结构在win32xp下为4byte typedef struct _head { char type;//类型 unsigned short len;//数据包的长度(包括头的长度) }hdr, *phdr; //数据包中的数据结构 typedef struct _data { char buf[MAX_NUM_BUF]; }DATABUF, *pDataBuf; SOCKET sClient; //套接字 HANDLE hThreadSend; //发送数据线程 HANDLE hThreadRecv; //接收数据线程 DATABUF bufSend; //发送数据缓冲区 DATABUF bufRecv; //接收数据缓冲区 CRITICAL_SECTION csSend; //临界区对象，锁定bufSend CRITICAL_SECTION csRecv; //临界区对象，锁定bufRecv BOOL bSendData; //通知发送数据线程 HANDLE hEventShowDataResult; //显示计算结果的事件 BOOL bConnecting; //与服务器的连接状态 HANDLE arrThread[2]; //子线程数组 BOOL InitClient(void); //初始化 BOOL ConnectServer(void); //连接服务器 BOOL CreateSendAndRecvThread(void); //创建发送和接收数据线程 void InputAndOutput(void); //用户输入数据 void ExitClient(void); //退出 void InitMember(void); //初始化全局变量 BOOL InitSockt(void); //创建SOCKET DWORD __stdcall RecvDataThread(void* pParam); //接收数据线程 DWORD __stdcall SendDataThread(void* pParam); //发送数据线程 BOOL PackByebye(const char* pExpr); //将输入的"Byebye" "byebye"的字符串打包 BOOL PackExpression(const char *pExpr); //将输入的算数表达式打包 void ShowConnectMsg(BOOL bSuc); //显示连接服务器消息 void ShowDataResultMsg(void); //显示连计算结果 void ShowTipMsg(BOOL bFirstInput); //显示提示信息 int main(int argc, char* argv[]) { //初始化 if (!InitClient()) { ExitClient(); return CLIENT_SETUP_FAIL; } //连接服务器 if (ConnectServer()) { ShowConnectMsg(TRUE); }else{ ShowConnectMsg(FALSE); ExitClient(); return CLIENT_SETUP_FAIL; } //创建发送和接收数据线程 if (!CreateSendAndRecvThread()) { ExitClient(); return CLIENT_CREATETHREAD_FAIL; } //用户输入数据和显示结果 InputAndOutput(); //退出 ExitClient(); return 0; } /** * 初始化 */ BOOL InitClient(void) { //初始化全局变量 InitMember(); //创建SOCKET if (!InitSockt()) { return FALSE; } return TRUE; } /** * 初始化全局变量 */ void InitMember(void) { //初始化临界区 InitializeCriticalSection(&csSend); InitializeCriticalSection(&csRecv); sClient = INVALID_SOCKET; //套接字 hThreadRecv = NULL; //接收数据线程句柄 hThreadSend = NULL; //发送数据线程句柄 bConnecting = FALSE; //为连接状态 bSendData = FALSE; //不发送数据状态 //初始化数据缓冲区 memset(bufSend.buf, 0, MAX_NUM_BUF); memset(bufRecv.buf, 0, MAX_NUM_BUF); memset(arrThread, 0, 2); //手动设置事件，初始化为无信号状态 hEventShowDataResult = (HANDLE)CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL); } /** * 创建非阻塞套接字 */ BOOL InitSockt(void) { int reVal; //返回值 WSADATA wsData; //WSADATA变量 reVal = WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsData);//初始化Windows Sockets Dll //创建套接字 sClient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(INVALID_SOCKET == sClient) return FALSE; //设置套接字非阻塞模式 unsigned long ul = 1; reVal = ioctlsocket(sClient, FIONBIO, (unsigned long*)&ul); if (reVal == SOCKET_ERROR) return FALSE; return TRUE; } /** * 客户端退出 */ void ExitClient(void) { DeleteCriticalSection(&csSend); DeleteCriticalSection(&csRecv); CloseHandle(hThreadRecv); CloseHandle(hThreadSend); closesocket(sClient); WSACleanup(); return; } /** * 连接服务器 */ BOOL ConnectServer(void) { int reVal; //返回值 sockaddr_in serAddr;//服务器地址 serAddr.sin_family = AF_INET; serAddr.sin_port = htons(SERVERPORT); serAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(SERVERIP); for (;;) { //连接服务器 reVal = connect(sClient, (struct sockaddr*)&serAddr, sizeof(serAddr)); //处理连接错误 if(SOCKET_ERROR == reVal) { int nErrCode = WSAGetLastError(); if( WSAEWOULDBLOCK == nErrCode ||//连接还没有完成 WSAEINVAL == nErrCode) { continue; }else if (WSAEISCONN == nErrCode)//连接已经完成 { break; }else//其它原因，连接失败 { return FALSE; } } if ( reVal == 0 )//连接成功 break; } bConnecting = TRUE; return TRUE; } /** * 显示连接服务器失败信息 */ void ShowConnectMsg(BOOL bSuc) { if (bSuc) { cout << "******************************" << endl; cout << "* *" << endl; cout << "* Succeed to connect server! *" << endl; cout << "* *" << endl; cout << "******************************" << endl; }else{ cout << "***************************" << endl; cout << "* *" << endl; cout << "* Fail to connect server! *" << endl; cout << "* *" << endl; cout << "***************************" << endl; } return; } /** * 表达式结果 */ void ShowDataResultMsg(void) { EnterCriticalSection(&csRecv); cout << "**********************************" << endl; cout << "* *" << endl; cout << "* Result: *" << endl; cout << bufRecv.buf <<endl; cout << "* *" << endl; cout << "**********************************" << endl; LeaveCriticalSection(&csRecv); } /** * 提示信息 */ void ShowTipMsg(BOOL bFirstInput) { if (bFirstInput)//首次显示 { cout << "**********************************" << endl; cout << "* *" << endl; cout << "* Please input expression. *" << endl; cout << "* Usage:NumberOperatorNumber= *" << endl; cout << "* *" << endl; cout << "**********************************" << endl; }else{ cout << "**********************************" << endl; cout << "* *" << endl; cout << "* Please input: expression *" << endl; cout << "* Usage:NumberOperatorNumber= *" << endl; cout << "* *" << endl; cout << "* If you want to exit. *" << endl; cout << "* Usage: Byebye or byebye *" << endl; cout << "* *" << endl; cout << "**********************************" << endl; } } /** * 创建发送和接收数据线程 */ BOOL CreateSendAndRecvThread(void) { //创建接收数据的线程 unsigned long ulThreadId; hThreadRecv = CreateThread(NULL, 0, RecvDataThread, NULL, 0, &ulThreadId); if (NULL == hThreadRecv) return FALSE; //创建发送数据的线程 hThreadSend = CreateThread(NULL, 0, SendDataThread, NULL, 0, &ulThreadId); if (NULL == hThreadSend) return FALSE; //添加到线程数组 arrThread[0] = hThreadRecv; arrThread[1] = hThreadSend; return TRUE; } /** * 输入数据和显示结果 */ void InputAndOutput(void) { char cInput[MAX_NUM_BUF]; //用户输入缓冲区 BOOL bFirstInput = TRUE; //第一次只能输入算数表达式 for (;bConnecting;) //连接状态 { memset(cInput, 0, MAX_NUM_BUF); ShowTipMsg(bFirstInput); //提示输入信息 cin >> cInput; //输入表达式 char *pTemp = cInput; if (bFirstInput) //第一次输入 { if (!PackExpression(pTemp)) //算数表达式打包 { continue; //重新输入 } bFirstInput = FALSE; //成功输入第一个算数表达式 }else if (!PackByebye(pTemp)) //“Byebye”“byebye”打包 { if (!PackExpression(pTemp)) //算数表达式打包 { continue; //重新输入 } } //等待显示计算结果 if (WAIT_OBJECT_0 == WaitForSingleObject(hEventShowDataResult, INFINITE)) { ResetEvent(hEventShowDataResult); //设置为无信号状态 if (!bConnecting) //客户端被动退出，此时接收和发送数据线程已经退出。 { break; } ShowDataResultMsg(); //显示数据 if (0 == strcmp(bufRecv.buf, "OK")) //客户端主动退出 { bConnecting = FALSE; Sleep(TIMEFOR_THREAD_EXIT); //给数据接收和发送线程退出时间 } } } if (!bConnecting) //与服务器连接已经断开 { ShowConnectMsg(FALSE); //显示信息 } //等待数据发送和接收线程退出 DWORD reVal = WaitForMultipleObjects(2, arrThread, TRUE, INFINITE); if (WAIT_ABANDONED_0 == reVal) { int nErrCode = GetLastError(); } } /** * 接收数据线程 */ DWORD __stdcall RecvDataThread(void* pParam) { int reVal; //返回值 char temp[MAX_NUM_BUF]; //局部变量 memset(temp, 0, MAX_NUM_BUF); while(bConnecting) //连接状态 { reVal = recv(sClient, temp, MAX_NUM_BUF, 0);//接收数据 if (SOCKET_ERROR == reVal) { int nErrCode = WSAGetLastError(); if (WSAEWOULDBLOCK == nErrCode) //接受数据缓冲区不可用 { Sleep(TIMEFOR_THREAD_SLEEP); //线程睡眠 continue; //继续接收数据 }else{ bConnecting = FALSE; SetEvent(hEventShowDataResult); //通知主线程，防止在无限期的等待 return 0; //线程退出 } } if ( reVal == 0) //服务器关闭了连接 { bConnecting = FALSE; //线程退出 SetEvent(hEventShowDataResult); //通知主线程，防止在无限期的等待 return 0; //线程退出 } if (reVal > HEADERLEN && -1 != reVal) //收到数据 { //对数据解包 phdr header = (phdr)(temp); EnterCriticalSection(&csRecv); memset(bufRecv.buf, 0, MAX_NUM_BUF); memcpy(bufRecv.buf, temp + HEADERLEN, header->len - HEADERLEN); //将数据结果复制到接收数据缓冲区 LeaveCriticalSection(&csRecv); SetEvent(hEventShowDataResult); //通知主线程显示计算结果 memset(temp, 0, MAX_NUM_BUF); } Sleep(TIMEFOR_THREAD_SLEEP);//线程睡眠 } return 0; } /** * 发送数据线程 */ DWORD __stdcall SendDataThread(void* pParam) { while(bConnecting) //连接状态 { if (bSendData) //发送数据 { EnterCriticalSection(&csSend); //进入临界区 for (;;) { int nBuflen = ((phdr)(bufSend.buf))->len; int val = send(sClient, bufSend.buf, nBuflen,0); //处理返回错误 if (SOCKET_ERROR == val) { int nErrCode = WSAGetLastError(); if(WSAEWOULDBLOCK == nErrCode) //发送缓冲区不可用 { continue; //继续循环 }else { LeaveCriticalSection(&csSend); //离开临界区 bConnecting = FALSE; //断开状态 SetEvent(hEventShowDataResult); //通知主线程，防止在无限期的等待返回结果。 return 0; } } bSendData = FALSE; //发送状态 break; //跳出for } LeaveCriticalSection(&csSend); //离开临界区 } Sleep(TIMEFOR_THREAD_SLEEP); //线程睡眠 } return 0; } /** * 打包发送byebye数据 */ BOOL PackByebye(const char* pExpr) { BOOL reVal = FALSE; if(!strcmp("Byebye", pExpr)||!strcmp("byebye", pExpr)) //如果是"Byebye" "byebye" { EnterCriticalSection(&csSend); //进入临界区 phdr pHeader = (phdr)bufSend.buf; //强制转换 pHeader->type = BYEBYE; //类型 pHeader->len = HEADERLEN + strlen("Byebye"); //数据包长度 memcpy(bufSend.buf + HEADERLEN, pExpr, strlen(pExpr)); //复制数据 LeaveCriticalSection(&csSend); //离开临界区 pHeader = NULL; //null bSendData = TRUE; //通知发送数据线程 reVal = TRUE; } return reVal; } /** * 打包计算表达式的数据 */ BOOL PackExpression(const char *pExpr) { char* pTemp = (char*)pExpr; //算数表达式数字开始的位置 while (!*pTemp) //第一个数字位置 pTemp++; char* pos1 = pTemp; //第一个数字位置 char* pos2 = NULL; //运算符位置 char* pos3 = NULL; //第二个数字位置 int len1 = 0; //第一个数字长度 int len2 = 0; //运算符长度 int len3 = 0; //第二个数字长度 //第一个字符是+ - 或者是数字 if ((*pTemp != '+') && (*pTemp != '-') && ((*pTemp < '0') || (*pTemp > '9'))) { return FALSE; } if ((*pTemp++ == '+')&&(*pTemp < '0' || *pTemp > '9')) //第一个字符是'+'，第二个是数字 return FALSE; //重新输入 --pTemp; //上移指针 if ((*pTemp++ == '-')&&(*pTemp < '0' || *pTemp > '9')) //第一个字符是'-',第二个是数字 return FALSE; //重新输入 --pTemp; //上移指针 char* pNum = pTemp; //数字开始的位置 if (*pTemp == '+'||*pTemp == '-') //+ - pTemp++; while (*pTemp >= '0' && *pTemp <= '9') //数字 pTemp++; len1 = pTemp - pNum;//数字长度 //可能有空格 while(!*pTemp) pTemp++; //算数运算符 if ((ADD != *pTemp)&& (SUB != *pTemp)&& (MUT != *pTemp)&& (DIV != *pTemp)) return FALSE; pos2 = pTemp; len2 = 1; //下移指针 pTemp++; //可能有空格 while(!*pTemp) pTemp++; //第2个数字位置 pos3 = pTemp; if (*pTemp < '0' || *pTemp > '9') return FALSE;//重新输入 while (*pTemp >= '0' && *pTemp <= '9')//数字 pTemp++; if (EQU != *pTemp) //最后是等于号 return FALSE; //重新输入 len3 = pTemp - pos3;//数字长度 int nExprlen = len1 + len2 + len3; //算数表示长度 //表达式读入发送数据缓冲区 EnterCriticalSection(&csSend); //进入临界区 //数据包头 phdr pHeader = (phdr)(bufSend.buf); pHeader->type = EXPRESSION; //类型 pHeader->len = nExprlen + HEADERLEN;//数据包长度 //拷贝数据 memcpy(bufSend.buf + HEADERLEN, pos1, len1); memcpy(bufSend.buf + HEADERLEN + len1, pos2, len2); memcpy(bufSend.buf + HEADERLEN + len1 + len2 , pos3,len3); LeaveCriticalSection(&csSend); //离开临界区 pHeader = NULL; bSendData = TRUE; //通知发送数据线程发送数据 return TRUE; }