windows下网络编程（三）——MFC CAsyncSocket 分析

 一些网络的基本概念

1.       同步：指发送方发出数据后，等收到接收方发回的响应，才发下一个数据包的通信方式

2.       异步：指的是发送方不等接收方响应，便接着发下个数据包的通信方式

3.       阻塞：指调用某函数时，直到该函数完成操作，才返回；否则一直阻塞在该调用上

4.       非阻塞：指调用某操作时，不管操作是否成功都立即返回，而不会挂在该操作上

CAsyncSocket属于异步非阻塞类；

CSocket是MFC在CAsyncSocket基础上派生的一个同步阻塞Socket的封装类（详细内容会在下一篇博文中）

CAsyncSocket异步机制

由于CAsyncSocket采用的是异步非阻塞机制，所以你随时可以发包，也随时可能收到包。

发送、接收函数都是异步非阻塞的，顷刻就能完成，所以收发交错进行着。也正因为如此，仅调用它们并不能保障发送或接收的完成。

例如发送函数Send，调用它可能有3种结果：错误、部分完成、全部完成。其中错误又分两种情况：一种是由各种网络问题导致的失败，你需要马上决定是放弃本次操作，还是启用某种对策；另一种是“忙”，你实际上不用马上理睬。你需要调用GetLastError来判断是哪种情况，GetLastError返回WSAEWOULDBLOCK，代表“忙”，为什么当你Send得
到WSAEWOULDBLOCK却不用理睬呢？因为CAsyncSocket会记得你的SendWSAEWOULDBLOCK了，待发送的数据会写入CAsyncSocket内部的发送缓冲区，并会在不忙的时候自动调用OnSend，发送内部缓冲区里的数据。同样，如果Send只完成了一部分，你也不需要理睬，尚未发送的数据同样会写入CAsyncSocket内部的发送缓冲区，并在不“忙”的时候自动调用OnSend完成发送。

与OnSend协助Send完成工作一样，OnRecieve、OnConnect、OnAccept也会分别协助Recieve、Connect、Accept完成工作。这一切都通过消息机制完成。

在你使用CAsyncSocket之前，必须调用AfxSocketInit初始化WinSock环境，而AfxSocketInit会创建一个隐藏的CSocketWnd对象，由于这个对象由Cwnd派生，因此它能够接收Windows消息。一方面它会接受各个CAsyncSocket的状态报告，另一方面它能捕捉系统发出的各种SOCKET事件。所以它能够成为高层CAsyncSocket对象与WinSock底层之间的桥梁：例如某CAsyncSocket在Send时WSAEWOULDBLOCK了，它就会发送一条消息给CSocketWnd作为报告，CSocketWnd会维护一个报告登记表，当它收到底层WinSock发出的空闲消息时，就会检索报告登记表，然后直接调用报告者的OnSend函数。所以前文所说的CAsyncSocket会自动调用OnXxx，实际上是不对的，真正的调用者是CSocketWnd——它是一个CWnd对象，运行在独立的线程中。

首先CAsyncSocket采用的WSAAsynSelect模型，WSAAsynSelect是一种异步I/O模型，通过该模型，应用程序可以接收以Windows消息为基础的网络事件通知。而我们这里讲的就是CSocketWnd，它是从CWnd继承的。

class CSocketWnd : public CWnd{public:CSocketWnd();protected:LRESULT OnSocketNotify(WPARAM wParam, LPARAM lParam);LRESULT OnSocketDead(WPARAM wParam, LPARAM lParam);DECLARE_MESSAGE_MAP()};

从源码中看出它只处理两个消息，一个是WM_SOCKET_NOTIFY,另一个是WM_SOCKET_DEAD。

我原以为没创建一个Socket就会创建一个CSocketWnd,其实不是，是所有的Socket共享一个CSocketWnd,其实想想也是，要是每创建一个Socket就创建一个CSocketWnd那开销也大了点。

既然是共享的，那它放在哪里呢?

全局中有这样一个结构体：_AFX_SOCK_THREAD_STATE，它保存一个那个共享的窗口句柄：m_hSocketWindow。

当没有创建Socket时，它是Null的。

除了m_hSocketWindow结构体_AFX_SOCK_THREAD_STATE还有几个重要的变量：

1.mCEmbeddedButActsLikePtr<CMapPtrToPtr> m_pmapSocketHandle：记录了CAysncSocket*与没死的SOCKET的映射关系

2.CEmbeddedButActsLikePtr<CMapPtrToPtr> m_pmapDeadSockets：记录了SOCKET与死了的次数的映射关系

3.CEmbeddedButActsLikePtr<CPtrList> m_plistSocketNotifications：记录的所有的SOCKET事件的通知消息

 

  网络事件处理流程

在理解了上面的机制后， 让我们了解下CAsyncSocket的通信流程；

OnSend,除了在对方发送消息来的时候响应外，还会在缓冲区有空闲的时候自动触发；

如果每次发送的数据比较简单，不会造成WASEWOULDBLOCK(阻塞)，不会触发OnSend;

因此小数据直接Send就行了，大数据就需要在OnSend判断数据发送是否正确；

如何手动触发OnSend()呢，采用AsyncSelect( FD_WRITE),通知CsocketWnd窗口处理写

数据操作； 同样AsyncSelect(FD_READ)将通知CsocketWnd窗口当有消息传来的时候触发OnRecevie();

   BOOL AsyncSelect( long lEvent = FD_READ | FD_WRITE | FD_OOB | FD_ACCEPT | FD_CONNECT | FD_CLOSE );     //请求Socket响应以上事件

 消息为何只接收一次

编程中遇到这个问题，发现很多人都遇到过这个问题。

症状如下：Socket连接后只能发送一次消息，发送第二次消息的时候，另一方就接收不到；

原因是：没有让Socket改变响应事件的发式

解决方法：在OnReceive()中，Receive()后调用AsyncSelect(FD_READ);

 

Void CMyAsyncSocket::OnReceive(int nErrorCode)
{
         Receive();

         AsyncSelect(FD_READ);
}

或则 调用父类的OnReceive()

Void CMyAsyncSocket::OnReceive(int nErrorCode)
{
         Receive();
         CAsyncSocket::OnReceive( nErrorCode);
}

 

为何服务器Socket不监听

在创建服务器Socket的时候，只有采用SOCK_STREAM(字符流),Listen才能成功；

采用SOCK_DGRAM(数据报文)创建的Socket是面向无连接发式(UDP)，所以Listen不成功(有待验证)

 

Reference：

CAsyncSocket使用总结

浅析CAsyncSocket

CAsyncSocket 的 OnReceive()

CAsyncSocket的OnSend应用