Windows Sockets编程（三）操作模式1

1、Windows Sockets API的3种操作模式：阻塞的、非阻塞的、异步的。

类比：设想你拨通了一个电话，但是对方这会不在电话旁，此时你的选择可以是：

不挂机，等待，直到对方过来接电话。

挂机，之后再打过去。

留言，让对方打过来。

1）不挂机，等待：阻塞

此模式下，Windows Sockets函数只有当操作完成时才返回，结果可能成功，也可能失败，这样能创建的应用程序就是有局限性的。比如当一个阻塞式调用没有完成时，你不能在任务（或线程）中调用任何其他的WinSock函数，你要接收消息就会成为问题。

2）挂机后再拨：非阻塞

在操作完成过程中需要“探询”，但太频繁会浪费系统资源。此模式下WInSock函数立即返回，有些情况下返回值表示成功，但又是却表示失败。但函数调用并非全是坏事，错误值（调用WSAGetLastError）有可能是WSAEWOULDBLOCK，即“如果必须等待操作完成才能返回，那么函数应该阻塞猜对”。

其有两种含义：一是操作还在等待中，二是WInSock做了尝试，但在当前无法满足操作请求。前者时操作总要完成，并有方法来检测操作是否完成。后者时表示用户还需要再次调用函数。

3）请求对方回拨：异步

此模式是非阻塞的，因为它在操作完成之前就从调用返回了。此时WSAEWOULDBLOCK的含义是：当一个等待处理的操作完成时，或者当重新发起一个操作时，WINSock DLL将发送一个消息（即对方回拨你）来通知你。

建议选择异步操作模式！

一、非阻塞模式

1、无论涉及的操作是否完成，一个非阻塞模式的函数调用都立即返回。大多数非阻塞模式的应用程序都是混合式的，通过采用非阻塞socket和阻塞的select函数来更有效的复用多个socket。

2、函数socket调用所返回的socket句柄在I/O操作时默认是阻塞的。应用程序可以隐式地或显式的将socket变为非阻塞的。如果调用WSAAsyncSelect()，能够自动地使socket变为非阻塞的。其等同于采用异步操作模式。

为了显式的将socket设为非阻塞的，可以调用设置了FIONBIO命令的ioctlsocket()函数。

3、非阻塞函数调用失败时返回一个错误代码，该代码指示成功或当前的socket状态。另一些函数调用可能看起来成功了，但却并没有完成所请求的操作。

1）WSAEWOULDBLOCK错误：

如果一个函数调用失败，WSAGetLastError()返回的此错误，那么这个函数调用并没有失败。根据函数的不同，此错误说明WInSock DLL已经开始了此操作，或者说明你需要稍后再次调用该函数。

2）部分成功：

即使非阻塞socket函数的返回值表明成功，也不意味着确实完成了所要求的操作。例如，函数send、sendto、recv和recvfrom的返回值有可能小于你在输入参数中传递的长度值。所以此时，不仅需要检查成功与否，还要将返回值与你请求传输的数据长度进行比较。

4、探询而非阻塞：

检测何时开始一个操作、当函数失败并返回WSAEWOULDBLOCK后，检测操作是否完成。

5、显式地避让：

Windows Socket的阻塞操作具有隐含的避让机制。非阻塞操作却能够阻塞系统。

解决方案之一是：建立混合式的应用程序，此时只有当检测当前socket状态时采用阻塞的select()函数，其余的操作全用非阻塞socket。之二是创建自己的阻塞钩子函数，可以按照要求进行避让。

二、异步模式

1、窗口是对象，对象是不透明的，其内部细节隐藏在背后。对象之间通过传递消息来通信，而消息是异步到达的，对象则对消息进行响应。Windows Socket的异步操作模式利用Windows的消息机制而非回调机制。

通过采用异步操作模式，应用程序可以把工作“卸载”下来给WInSock DLL去处理，利用Windows的消息驱动架构而不是简单的去对付他。

2、异步函数及其描述：

WSAAsyncGetHostByAddr()：根据主机地址检索主机信息

WSAAsyncGetHostByName()：根据主机名检索主机信息

WSAAsyncGetProtoByName()：根据协议名检索协议号

WSAAsyncGetProtoByNumber()：根据协议号检索协议名

WSAAsyncGetServByPort()：根据端口号检索服务信息。

WSAAsyncSelect()：请求WINSock DLL通知应用程序一个或多个“事件”，诸如连续完成、输出缓存区可用，以及数据到达

3、WSAAsyncGetXByY()

其代表的是异步数据库函数，无论外形还是实际操作都很相似。

HANDLE PASCAL FAR WSAAsyncGetHostByName(

       HWND hWnd,

       unsigned int wMsg,

       char FAR *name,

       char FAR *buf,

       int buflen);

除了需要解析的对象外，异步的数据库函数（用于主机名、协议和服务解析）都带有一个Windows句柄、一个消息和作为输入参数的一个缓存。这些函数能够在操作完成之前立即返回，返回值是一个能够唯一识别该查询的句柄（这样就能与响应匹配），如果在处理请求时出错，则返回0值。

4、上述操作过程总结如下：
1）应用程序发送解析请求，等待通知解析事件。

2）函数返回一个查询句柄，如果不能处理查询时返回0。

3）查询完成时，WInSock DLL给应用程序发送一个消息，指示解析成功或失败。

5、除了请求对一个或多个事件的异步通知外，WSAAsyncSelect()还自动地把socket设为非阻塞模式，并且不返回句柄（socket就是句柄）。

6、撤销异步操作：
任何WSAAsyncGetXByY()函数发起的异步操作，都可以使用WSACancelAsyncRequest()来撤销。但不能撤销WSAAsyncSelect函数发起的异步操作。

int PASCAL FAR WSACancelAsyncRequest(

         HANDLE hAsyncTaskHandle);

参数为将撤销的异步操作的句柄，即由WSAAsyncGetXByY()调用返回的。

成功时返回0值，失败时返回SOCKET_ERROR。常见的是WSAEINVAL（句柄不可用）和WSAEALREADY（异步操作已经撤销）。

7、如果应用程序异步操作正在等待处理时调用WSACleanup()，该异步操作将被撤销（并不发送任何通知）。

8、三种模式总结比较：

非阻塞模式是最快的，但开销最大，也是最不友好的。

异步操作能够很快地传输数据并且同时保持友好性。

阻塞模式是最友好的，但相对较慢。