[精通WindowsSocket网络开发-基于VC++实现]第四章——阻塞模式开发

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套接字的阻塞模式是指套接字在执行操作时，调用函数在没有完成操作之前不会立即返回的工作模式。阻塞模式的套接字用于少量数据接收和发送的简单网络程序开发。

套接字的阻塞模式

WindowsSockets分别提供了套接字模式和套接字I/O模型，可以对一个套接字的行为进行控制。套接字模式用于当一个套接字被调用时，决定调用函数的阻塞行为。套接字模式有阻塞和非阻塞两种工作模式。套接字I/O模型描述了一个应用程序如何对套接字上的I/O进行管理。套接字和套接字I/O模型是两个不同的概念且他们之间是无关的。本章详细介绍套接字阻塞模式。第五章讲解 非阻塞模式，套接字IO模型有(Select模型，WSAAsyncSelect模型，WSAEventSelect模型，重叠I/O模型，完成端口模型)他们分别在第六、七、八、九、十章讲解

阻塞模式

WindowsSockets在阻塞和非阻塞两种模式下执行I/O操作。在阻塞模式下，在I/O操作完成前，执行的操作函数将一直等候而不会立即返回，该函数所在的线程会阻塞在这里。相反，在非阻塞模式下，套接字函数会立即返回，而不管I/O是否完成，该函数所在的线程会继续运行。

在阻塞模式的套接字上，调用任何一个WindowsSockets API都会消耗不确定的等待时间。在调用recv()时，发生在内核中等待数据和复制数据的过程如下：

当调用recv()时，系统首先检查是否有准备好的数据。如果数据没有准备好，系统就处于等待状态。当数据准备好后，将数据从系统缓冲区复制到用户空间，然后该函数返回。在套接应用程序中，当调用recv()时，用户空间未必就已经存在数据，此时recv()函数就是会处在等待状态。

设置套接字的阻塞模式

在使用socket()和WSASocket()创建套接字时，默认的套接字都是阻塞的。这意味着当调用WindowsSocketsAPI不能立即完成时，线程处于等待状态，直到操作完成。

并不是所有的WindowsSocketsAPI以阻塞套接字为参数调用都会发生阻塞。eg：bind(),listen()时，函数会立即返回。这里将可能阻塞套接字的WindowsSocketsAPI调用分为以下4种

• 输入操作：recv(),recvfrom(),WSARecv(),WSARecvfrom()。以阻塞套接字为参数调用这些函数接收数据，如果此时套接字缓冲区内没有数据可读，则调用线程在数据到来前一直睡眠。
• 输出操作：send(),sendto(),WSASend(),WSASendto()。以阻塞套接字为参数调用这些哈思楠发送数据。如果套接字缓冲区没有可用空间，线程会一直睡眠，直到有空间。
• 接收连接：accept(),WSAAcept()。以阻塞套接字为参数调用这些函数，将等待接受对方的连接请求，如果此时没有连接请求，线程就会进入睡眠状态。
• 外出连接：connect(),WSAConnect()。对于TCP连接，客户端以阻塞套接字为参数，调用这些函数向服务器发起连接。该函数在收到服务器的应答前，不会返回。这就意味着TCP连接总会等待至少从客户端到服务器的一次往返的时间。

阻塞模式套接字的优势和不足

使用阻塞模式的套接字开发网络程序比较简单，容易实现。当希望能够理解发送和接收数据，且处理的套接字数量比较少的情况下，使用阻塞模式来开发网络程序比较合适。

阻塞模式套接字的不知表现为，在大量建立好的套接字线程之间进行通信时比较困难。当使用“生产者——消费者”模型开发网络程序时，为每个套接字都分别分配一个读线程，一个处理数据线程和一个用于同步的事件，无疑加大了系统的开销。阻塞模式套接字的最大的缺点是当希望同时处理大量套接字时，将无从下手，扩展性差。

客户端与服务器端相互问候

BlockServer

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1. // BlockServer.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。  
2.    
3. #include <stdio.h>  
4. #include <WinSock2.h>  
5. #pragma comment(lib,"ws2_32.lib")  
6. #define BUF_SIZE 64  
7. SOCKET sServer;//服务器监听套接字  
8. SOCKET sClient;//接收客户端套接字    
9. void RecvLine(SOCKET s,char* buf); //读取一行数据  
10. void main()  
11. {  
12.     char bufRecv[BUF_SIZE];  
13.     char bufSend[BUF_SIZE];  
14.     memset(bufSend,0,BUF_SIZE);  
15.     memset(bufRecv,0,BUF_SIZE);  
16.     sServer=INVALID_SOCKET;  
17.     sClient=INVALID_SOCKET;   
18.   
19.     WSADATA wsd;  
20.     if (WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsd) != 0)//初始化Windows Sockets DLL  
21.     {  
22.         printf("WSAStartup() failed,errno=%d\n",GetLastError());  
23.         return;  
24.     }  
25.     if (LOBYTE(wsd.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsd.wVersion) != 2)//确保WinSock DLL支持2.2  
26.     {  
27.         printf("can not find a usabe windwos sockets dll!");  
28.         WSACleanup();  
29.         return;  
30.     }  
31.     if ((sServer=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP)) == INVALID_SOCKET)//创建套接字  
32.     {  
33.         printf("socket() failed,errno=%d\n",WSAGetLastError());  
34.         WSACleanup();  
35.         return;  
36.     }  
37.     //服务器套接字地址   
38.     SOCKADDR_IN addrServ;  
39.     addrServ.sin_family=AF_INET;  
40.     addrServ.sin_addr.S_un.S_addr=INADDR_ANY;//在程序中使用INADDR_ANY值作为网络地址，这意味着网络服务器提供者将使用合适的网络地址进行绑定。  
41.     addrServ.sin_port=htons(5000);  
42.     if (bind(sServer,(SOCKADDR*)&addrServ,sizeof(addrServ)) == SOCKET_ERROR)//绑定套接字  
43.     {  
44.         printf("bind() failed,errno=%d\n",WSAGetLastError());  
45.         closesocket(sServer);  
46.         WSACleanup();  
47.         return;  
48.     }  
49.   
50.     if ((listen(sServer,2)) == SOCKET_ERROR)//开始监听  
51.     {  
52.         closesocket(sServer);  
53.         WSACleanup();  
54.         return;  
55.     }  
56.     printf("Server succeded!\nWaiting for new clients...\n");//等待客户端的连接   
57.   
58.     SOCKADDR_IN addrClient;  
59.     int addrClientLen=sizeof(addrClient);  
60.     if ((sClient=accept(sServer,(SOCKADDR*)&addrClient,&addrClientLen)) == INVALID_SOCKET)//接受客户端请求  
61.     {  
62.         printf("accept() failed,errno=%d\n",WSAGetLastError());  
63.         closesocket(sServer);  
64.         WSACleanup();  
65.         return;  
66.     }   
67.     //显示客户端的IP和端口  
68.     char* pClientIP=inet_ntoa(addrClient.sin_addr);  
69.     u_short clientPort=ntohs(addrClient.sin_port);  
70.     printf("accept a client[%s]:%d\n",pClientIP,clientPort);  
71.   
72.     RecvLine(sClient,bufRecv);//接收客户端数据  
73.     printf("recv client info:%s\n",bufRecv);  
74.   
75.     strcpy(bufSend,"Hello,Client!\n");  
76.     if (send(sClient,bufSend,strlen(bufSend),0) == SOCKET_ERROR)//向客户端发送数据  
77.     {  
78.         printf("send() failed,errno=%d\n",WSAGetLastError());  
79.         closesocket(sClient);  
80.         closesocket(sServer);  
81.         WSACleanup();  
82.         return;  
83.     }  
84.     printf("server exiting...\n");//显示退出信息        
85.     closesocket(sClient);  
86.     closesocket(sServer);  
87.     WSACleanup();  
88.     system("pause");  
89.     return;  
90. }  
91.   
92. void RecvLine(SOCKET s,char* buf)  
93. {  
94.     BOOL bLineEnd=FALSE;//行结束  
95.     int nReadLen=0;//读入字节数  
96.     int nDataLen=0;//数据长度  
97.     while(!bLineEnd)  
98.     {  
99.         if ((nReadLen=recv(s,buf+nDataLen,1,0)) == SOCKET_ERROR)//每次读取一个字节  
100.         {  
101.             printf("recv() failed,errno=%d\n",WSAGetLastError());  
102.             closesocket(s);  
103.             closesocket(sServer);  
104.             WSACleanup();  
105.             return;  
106.         }  
107.         if (nReadLen == 0)  
108.         {  
109.             printf("读数据失败");  
110.             break;//跳出循环  
111.         }  
112.         if ('\n' == *(buf+nDataLen))//换行符  
113.         {  
114.             bLineEnd=TRUE;//接收数据结束  
115.         }   
116.         else  
117.         {  
118.             nDataLen+=nReadLen;//增加数据长度  
119.         }  
120.     }   
121. }   

BlockClient

[cpp] view plaincopy

1. // BlockClient.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。  
2.    
3. #include <WinSock2.h>  
4. #include <stdio.h>  
5. #pragma comment(lib,"ws2_32.lib")  
6. #define BUF_SIZE 64  
7. void RecvLine(SOCKET s,char* buf);//读取一行数据  
8. void main()  
9. {  
10.     WSADATA wsd;  
11.     if (WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsd) != 0)//初始化套接字动态库  
12.     {  
13.         printf("WSAStartup() failed! erron=%d\n",GetLastError());  
14.         return;  
15.     }  
16.   
17.     SOCKET sClient;//服务器套接字  
18.     if ((sClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP)) == INVALID_SOCKET)//创建套接字  
19.     {  
20.         printf("socket() failed! errno=%d\n",WSAGetLastError());  
21.         WSACleanup();//释放套接字资源  
22.         return;  
23.     }  
24.   
25.     //获取主机的信息  
26.     hostent* hostEntry;  
27.     char hostname[BUF_SIZE];  
28.     gethostname(hostname,BUF_SIZE);  
29.     if(!(hostEntry=gethostbyname(hostname)))  
30.     {  
31.         printf("gethostbyname() failed,errno=%d\n",GetLastError());  
32.         closesocket(sClient);//关闭套接字  
33.         WSACleanup();  
34.         return;  
35.     }  
36.   
37.     //设置服务器地址  
38.     SOCKADDR_IN addrServ;  
39.     addrServ.sin_family=AF_INET;  
40.     addrServ.sin_addr =*((LPIN_ADDR)*hostEntry->h_addr_list);  
41.     addrServ.sin_port=htons(5000);  
42.     if (connect(sClient,(SOCKADDR*)&addrServ,sizeof(addrServ)) == SOCKET_ERROR)//连接套接字  
43.     {  
44.         printf("connect() failed! errno=%d\n",WSAGetLastError());  
45.         closesocket(sClient);//关闭套接字  
46.         WSACleanup();  
47.         return;  
48.     }  
49.     printf("connect successfully!!\n");  
50.   
51.     //向服务器发送数据  
52.     char buf[BUF_SIZE];  
53.     ZeroMemory(buf,BUF_SIZE);//<==>memset(buf,0,BUF_SIZE);  
54.     strcpy(buf,"Hello,Server!\n");  
55.     if (send(sClient,buf,strlen(buf),0) == SOCKET_ERROR)  
56.     {  
57.         printf("send() failed! erron=%d\n",WSAGetLastError());  
58.         closesocket(sClient);  
59.         WSACleanup();  
60.         return;  
61.     }  
62.   
63.     char bufRecv[BUF_SIZE];  
64.     memset(bufRecv,0,BUF_SIZE);//bufRecv需要置空，不然会出现多余的字符串输出  
65.     RecvLine(sClient,bufRecv);  
66.     printf("recv() from server:%s\n",bufRecv);  
67.   
68.     //退出  
69.     closesocket(sClient);  
70.     WSACleanup();  
71.     system("pause");  
72.     return;  
73. }  
74. void RecvLine(SOCKET s,char* buf)  
75. {  
76.     bool bLineEnd=false;//行结束  
77.     int nDataLen=0;//数据长度  
78.     int nReadLen=0;//读入字节长度  
79.     while(!bLineEnd)  
80.     {  
81.         if ((nReadLen=recv(s,buf+nDataLen,1,0)) == SOCKET_ERROR)//每次接收一个字节  
82.         {  
83.             printf("recv() failed,errno=%d\n",WSAGetLastError());  
84.             closesocket(s);  
85.             WSACleanup();  
86.             return;  
87.         }  
88.         if (nReadLen == 0)  
89.         {  
90.             printf("读数据失败");  
91.             break;//退出循环  
92.         }  
93.         if ('\n' == *(buf+nDataLen))//换行符  
94.         {  
95.             bLineEnd=true;//接收数据结束  
96.         }  
97.         else  
98.         {  
99.             nDataLen+=nReadLen;//增加数据长度  
100.         }  
101.     }  
102. }  
103. /* 
104. 1.gethostname()函数 
105. int gethostname(__out_bcount(namelen) char FAR * name,IN int namelen);//获取主机的名字 
106. 参数：name:用于保存主机名字的字符缓冲区地址  
107.  
108. 2.gethostbyname()函数 
109. struct hostent FAR * gethostbyname(__in const char FAR * name);//根据主机名称获取主机的网络地址 
110.  
111. struct  hostent {//表示主机的名称和网络地址 
112. char    FAR * h_name;           //* official name of host * 主机正式名称 
113. char    FAR * FAR * h_aliases;  /* alias list *主机别名 
114. short   h_addrtype;             /* host address type *地址类型 
115. short   h_length;               /* length of address *地址长度(用字节表示) 
116. char    FAR * FAR * h_addr_list; /* list of addresses *主机地址列表 
117. #define h_addr  h_addr_list[0]          /* address, for backward compat * 
118. }; 
119. unsigned long addr=inet_addr("127.0.0.1"); 
120. hostent host=gethostbyaddr((char*)&addr,sizeof(addr),2); 
121. */  

结果图