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逍遥子 曰:

得失失得 何必患得患失 舍得得舍 不妨不舍不得

 
 
 

日志

 
 

C++Socket编程总结[转]  

2013-03-15 14:53:24|  分类: C/C++ |  标签: |举报 |字号 订阅

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使用socket写代码主要是要看自己的需求是什么。
如果通信时,内容很重要就要使TCP方式。
如果用户数太多,可能就要使用UDP方式了。
在TCP模式下,最简单的方式就是这样的,使阻塞方式:
服务端:
1.初始化socket环境,创建socket
2.梆定一个端口
3.开始监听
4.接收客户端
5.接收到客户端之后,使用这个socket来与这个客户通信

#include "stdAfx.h"
#include <winsock2.h>
#include <mswsock.h>
#include <iostream>

using namespace std;

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
#pragma comment(lib, "mswsock.lib")

DWORD IniSOCKDLL()
{
 WORD wVersionRequested;
 WSADATA wsaData;
 int err=0;

 wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 2 );
 err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData ); 
 return err;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
 cout<<"程序开始"<<endl;
 IniSOCKDLL();
 SOCKET ss=WSASocket(AF_INET,
  SOCK_STREAM,
  0,
  NULL,
  0,
  NULL);

 SOCKADDR_IN addr;
 int len;
 addr.sin_family=AF_INET;
 addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
 addr.sin_port = htons(1002);
 len=sizeof(addr);

 bind(ss , (PSOCKADDR)&addr , len);
 listen(ss,5);

 SOCKET sc=accept(ss,(PSOCKADDR)&addr,&len);
 char buff[1024];
 ZeroMemory(buff,1024);
 recv(sc,buff,1024,0);
 cout<<buff<<endl;

 ZeroMemory(buff,1024);
 memcpy(buff,"123",3);
 send(sc,buff,3,0);

 closesocket(sc);
 closesocket(ss);
 return 0;
}

客户端:
1.初始化socket环境,创建socket
2.连接服务端
3.开启一个线程来接收数据
4.使用send直接发数据包

#include "stdAfx.h"
#include <winsock2.h>
#include <mswsock.h>
#include <iostream>

using namespace std;

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
#pragma comment(lib, "mswsock.lib")

DWORD IniSOCKDLL()
{
 WORD wVersionRequested;
 WSADATA wsaData;
 int err=0;

 wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 2 );
 err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData ); 
 return err;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
 IniSOCKDLL();
 SOCKET sc=WSASocket(AF_INET,
  SOCK_STREAM,
  0,
  NULL,
  0,
  NULL);

 SOCKADDR_IN addr;
 int len;
 addr.sin_family=AF_INET;
 addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
 addr.sin_port = htons(1002);
 len=sizeof(addr);

 connect(sc, (struct sockaddr *)&addr, len);

 char buff[1024];
 ZeroMemory(buff,1024);
 memcpy(buff,"123",3);
 send(sc,buff,3,0);

 recv(sc,buff,1024,0);
 cout<<buff<<endl;

 closesocket(sc);
 return 0;
}

由这个我们可以做一个这样的模型:
为每个阻塞函数开一个线程,让它来处理。
这就要留意退出的时候把这一些线程给关闭。

当然TCP方式的模型还有事件选择模型。
就是把所有的网络事件和我们的一个程序里定义的事件梆定。
这个有它的好处,可能可以让我们更好的写一个线程来管理
接收与发送。
现在来讲一下一个完成端口模型。

  完成端口
  
 一个完成端口其实就是一个通知队列,由操作系统把已经完成的重叠I/O请求的通知
 放入其中。当某项I/O操作一旦完成,某个可以对该操作结果进行处理的工作者线程
 就会收到一则通知。而套接字在被创建后,可以在任何时候与某个完成端口进行关
 联。

 步骤:
 1、创建一个空的完成端口;
 2、得到本地机器的CPU个数;
 3、开启CPU*2个工作线程(又名线程池),全部都在等待完成端口的完成包;
 4、创建TCP的监听socket,使用事件邦定,创建监听线程;
 5、当有人连接进入的时候,将Client socket保存到一个我们自己定义的关键键,
    并把它与我们创建的完成端口关联;
 6、使用WSARecv和WSASend函数投递一些请求,这是使用重叠I/O的方式;
 7、重复5~6;

 注:1、重叠I/O的方式中,接收与发送数据包的时候,一定要进行投递请求这是
   它们这个体系结构的特点
   当然,在完成端口方式中,不是直接使用的WSARecv和WSASend函数进行请求
   的投递的。而是使用的ReadFile,Write的方式
  2、完成端口使用了系统内部的一些模型,所以我们只要按照一定的顺序调用就
   可以完成了。
  3、完成端口是使用在这样的情况下,有成千上万的用户连接的时候,它能够
   保证性能不会降低。


#include <winsock2.h>
#include <windows.h>
#include <stdio.h>

#define PORT 5150
#define DATA_BUFSIZE 8192

//关键项
typedef struct
{
   OVERLAPPED Overlapped;
   WSABUF DataBuf;
   CHAR Buffer[DATA_BUFSIZE];
   DWORD BytesSEND;
   DWORD BytesRECV;
} PER_IO_OPERATION_DATA, * LPPER_IO_OPERATION_DATA;


typedef struct 
{
   SOCKET Socket;
} PER_HANDLE_DATA, * LPPER_HANDLE_DATA;

DWORD WINAPI ServerWorkerThread(LPVOID CompletionPortID);

void main(void)
{
   SOCKADDR_IN InternetAddr;
   SOCKET Listen;
   SOCKET Accept;
   HANDLE CompletionPort;
   SYSTEM_INFO SystemInfo;
   LPPER_HANDLE_DATA PerHandleData;
   LPPER_IO_OPERATION_DATA PerIoData;
   int i;
   DWORD RecvBytes;
   DWORD Flags;
   DWORD ThreadID;
   WSADATA wsaData;
   DWORD Ret;

   if ((Ret = WSAStartup(0x0202, &wsaData)) != 0)
   {
      printf("WSAStartup failed with error %d\n", Ret);
      return;
   }

   //打开一个空的完成端口

   if ((CompletionPort = CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, 0, 0)) == NULL)
   {
      printf( "CreateIoCompletionPort failed with error: %d\n", GetLastError());
      return;
   }

   // Determine how many processors are on the system.

   GetSystemInfo(&SystemInfo);

   // 开启cpu个数的2倍个的线程

   for(i = 0; i < SystemInfo.dwNumberOfProcessors * 2; i++)
   {
      HANDLE ThreadHandle;

      // Create a server worker thread and pass the completion port to the thread.

      if ((ThreadHandle = CreateThread(NULL, 0, ServerWorkerThread, CompletionPort,
         0, &ThreadID)) == NULL)
      {
         printf("CreateThread() failed with error %d\n", GetLastError());
         return;
      }

      // Close the thread handle
      CloseHandle(ThreadHandle);
   }

   //打开一个服务器socket

   if ((Listen = WSASocket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0, NULL, 0,
      WSA_FLAG_OVERLAPPED)) == INVALID_SOCKET)
   {
      printf("WSASocket() failed with error %d\n", WSAGetLastError());
      return;
   }

   InternetAddr.sin_family = AF_INET;
   InternetAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
   InternetAddr.sin_port = htons(PORT);

   if (bind(Listen, (PSOCKADDR) &InternetAddr, sizeof(InternetAddr)) == SOCKET_ERROR)
   {
      printf("bind() failed with error %d\n", WSAGetLastError());
      return;
   }


   if (listen(Listen, 5) == SOCKET_ERROR)
   {
      printf("listen() failed with error %d\n", WSAGetLastError());
      return;
   }

   //开始接收从客户端来的连接

   while(TRUE)
   {
      if ((Accept = WSAAccept(Listen, NULL, NULL, NULL, 0)) == SOCKET_ERROR)
      {
         printf("WSAAccept() failed with error %d\n", WSAGetLastError());
         return;
      }

      // 创建一个关键项用于保存这个客户端的信息,用户接收发送的重叠结构,
      // 还有使用到的缓冲区
      if ((PerHandleData = (LPPER_HANDLE_DATA) GlobalAlloc(GPTR, 
         sizeof(PER_HANDLE_DATA))) == NULL)
      {
         printf("GlobalAlloc() failed with error %d\n", GetLastError());
         return;
      }

      // Associate the accepted socket with the original completion port.

      printf("Socket number %d connected\n", Accept);
      PerHandleData->Socket = Accept;

      //与我们的创建的那个完成端口关联起来,将关键项也与指定的一个完成端口关联
      if (CreateIoCompletionPort((HANDLE) Accept, CompletionPort, (DWORD) PerHandleData,
         0) == NULL)
      {
         printf("CreateIoCompletionPort failed with error %d\n", GetLastError());
         return;
      }

      // 投递一次接收,由于接收都需要使用这个函数来投递一个接收的准备

      if ((PerIoData = (LPPER_IO_OPERATION_DATA) GlobalAlloc(GPTR,          sizeof(PER_IO_OPERATION_DATA))) == NULL)
      {
         printf("GlobalAlloc() failed with error %d\n", GetLastError());
         return;
      }

      ZeroMemory(&(PerIoData->Overlapped), sizeof(OVERLAPPED));
      PerIoData->BytesSEND = 0;
      PerIoData->BytesRECV = 0;
      PerIoData->DataBuf.len = DATA_BUFSIZE;
      PerIoData->DataBuf.buf = PerIoData->Buffer;

      Flags = 0;
      if (WSARecv(Accept, &(PerIoData->DataBuf), 1, &RecvBytes, &Flags,
         &(PerIoData->Overlapped), NULL) == SOCKET_ERROR)
      {
         if (WSAGetLastError() != ERROR_IO_PENDING)
         {
            printf("WSARecv() failed with error %d\n", WSAGetLastError());
            return;
         }
      }
   }
}
//工作线程
DWORD WINAPI ServerWorkerThread(LPVOID CompletionPortID)
{
   HANDLE CompletionPort = (HANDLE) CompletionPortID;
   DWORD BytesTransferred;
   LPOVERLAPPED Overlapped;
   LPPER_HANDLE_DATA PerHandleData;
   LPPER_IO_OPERATION_DATA PerIoData;
   DWORD SendBytes, RecvBytes;
   DWORD Flags;
   
   while(TRUE)
   {
      //完成端口有消息来了
      if (GetQueuedCompletionStatus(CompletionPort, &BytesTransferred,
         (LPDWORD)&PerHandleData, (LPOVERLAPPED *) &PerIoData, INFINITE) == 0)
      {
         printf("GetQueuedCompletionStatus failed with error %d\n", GetLastError());
         return 0;
      }


      //是不是有人退出了

      if (BytesTransferred == 0)
      {
         printf("Closing socket %d\n", PerHandleData->Socket);

         if (closesocket(PerHandleData->Socket) == SOCKET_ERROR)
         {
            printf("closesocket() failed with error %d\n", WSAGetLastError());
            return 0;
         }

         GlobalFree(PerHandleData);
         GlobalFree(PerIoData);
         continue;
      }

      //

      if (PerIoData->BytesRECV == 0)
      {
         PerIoData->BytesRECV = BytesTransferred;
         PerIoData->BytesSEND = 0;
      }
      else
      {
         PerIoData->BytesSEND += BytesTransferred;
      }

      if (PerIoData->BytesRECV > PerIoData->BytesSEND)
      {

         // Post another WSASend() request.
         // Since WSASend() is not gauranteed to send all of the bytes requested,
         // continue posting WSASend() calls until all received bytes are sent.

         ZeroMemory(&(PerIoData->Overlapped), sizeof(OVERLAPPED));

         PerIoData->DataBuf.buf = PerIoData->Buffer + PerIoData->BytesSEND;
         PerIoData->DataBuf.len = PerIoData->BytesRECV - PerIoData->BytesSEND;

         if (WSASend(PerHandleData->Socket, &(PerIoData->DataBuf), 1, &SendBytes, 0,
            &(PerIoData->Overlapped), NULL) == SOCKET_ERROR)
         {
            if (WSAGetLastError() != ERROR_IO_PENDING)
            {
               printf("WSASend() failed with error %d\n", WSAGetLastError());
               return 0;
            }
         }
      }
      else
      {
         PerIoData->BytesRECV = 0;

         // Now that there are no more bytes to send post another WSARecv() request.

         Flags = 0;
         ZeroMemory(&(PerIoData->Overlapped), sizeof(OVERLAPPED));

         PerIoData->DataBuf.len = DATA_BUFSIZE;
         PerIoData->DataBuf.buf = PerIoData->Buffer;

         if (WSARecv(PerHandleData->Socket, &(PerIoData->DataBuf), 1, &RecvBytes, &Flags,
            &(PerIoData->Overlapped), NULL) == SOCKET_ERROR)
         {
            if (WSAGetLastError() != ERROR_IO_PENDING)
            {
               printf("WSARecv() failed with error %d\n", WSAGetLastError());
               return 0;
            }
         }
      }
   }
}

当然TCP方式的模型还有事件选择模型。
就是把所有的网络事件和我们的一个程序里定义的事件梆定。
这个有它的好处,可能可以让我们更好的写一个线程来管理
接收与发送。
现在来讲一下一个完成端口模型。

  完成端口
  
 一个完成端口其实就是一个通知队列,由操作系统把已经完成的重叠I/O请求的通知
 放入其中。当某项I/O操作一旦完成,某个可以对该操作结果进行处理的工作者线程
 就会收到一则通知。而套接字在被创建后,可以在任何时候与某个完成端口进行关
 联。

 步骤:
 1、创建一个空的完成端口;
 2、得到本地机器的CPU个数;
 3、开启CPU*2个工作线程(又名线程池),全部都在等待完成端口的完成包;
 4、创建TCP的监听socket,使用事件邦定,创建监听线程;
 5、当有人连接进入的时候,将Client socket保存到一个我们自己定义的关键键,
    并把它与我们创建的完成端口关联;
 6、使用WSARecv和WSASend函数投递一些请求,这是使用重叠I/O的方式;
 7、重复5~6;

 注:1、重叠I/O的方式中,接收与发送数据包的时候,一定要进行投递请求这是
   它们这个体系结构的特点
   当然,在完成端口方式中,不是直接使用的WSARecv和WSASend函数进行请求
   的投递的。而是使用的ReadFile,Write的方式
  2、完成端口使用了系统内部的一些模型,所以我们只要按照一定的顺序调用就
   可以完成了。
  3、完成端口是使用在这样的情况下,有成千上万的用户连接的时候,它能够
   保证性能不会降低。


#include <winsock2.h>
#include <windows.h>
#include <stdio.h>

#define PORT 5150
#define DATA_BUFSIZE 8192

//关键项
typedef struct
{
   OVERLAPPED Overlapped;
   WSABUF DataBuf;
   CHAR Buffer[DATA_BUFSIZE];
   DWORD BytesSEND;
   DWORD BytesRECV;
} PER_IO_OPERATION_DATA, * LPPER_IO_OPERATION_DATA;


typedef struct 
{
   SOCKET Socket;
} PER_HANDLE_DATA, * LPPER_HANDLE_DATA;

DWORD WINAPI ServerWorkerThread(LPVOID CompletionPortID);

void main(void)
{
   SOCKADDR_IN InternetAddr;
   SOCKET Listen;
   SOCKET Accept;
   HANDLE CompletionPort;
   SYSTEM_INFO SystemInfo;
   LPPER_HANDLE_DATA PerHandleData;
   LPPER_IO_OPERATION_DATA PerIoData;
   int i;
   DWORD RecvBytes;
   DWORD Flags;
   DWORD ThreadID;
   WSADATA wsaData;
   DWORD Ret;

   if ((Ret = WSAStartup(0x0202, &wsaData)) != 0)
   {
      printf("WSAStartup failed with error %d\n", Ret);
      return;
   }

   //打开一个空的完成端口

   if ((CompletionPort = CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, 0, 0)) == NULL)
   {
      printf( "CreateIoCompletionPort failed with error: %d\n", GetLastError());
      return;
   }

   // Determine how many processors are on the system.

   GetSystemInfo(&SystemInfo);

   // 开启cpu个数的2倍个的线程

   for(i = 0; i < SystemInfo.dwNumberOfProcessors * 2; i++)
   {
      HANDLE ThreadHandle;

      // Create a server worker thread and pass the completion port to the thread.

      if ((ThreadHandle = CreateThread(NULL, 0, ServerWorkerThread, CompletionPort,
         0, &ThreadID)) == NULL)
      {
         printf("CreateThread() failed with error %d\n", GetLastError());
         return;
      }

      // Close the thread handle
      CloseHandle(ThreadHandle);
   }

   //打开一个服务器socket

   if ((Listen = WSASocket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0, NULL, 0,
      WSA_FLAG_OVERLAPPED)) == INVALID_SOCKET)
   {
      printf("WSASocket() failed with error %d\n", WSAGetLastError());
      return;
   }

   InternetAddr.sin_family = AF_INET;
   InternetAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
   InternetAddr.sin_port = htons(PORT);

   if (bind(Listen, (PSOCKADDR) &InternetAddr, sizeof(InternetAddr)) == SOCKET_ERROR)
   {
      printf("bind() failed with error %d\n", WSAGetLastError());
      return;
   }


   if (listen(Listen, 5) == SOCKET_ERROR)
   {
      printf("listen() failed with error %d\n", WSAGetLastError());
      return;
   }

   //开始接收从客户端来的连接

   while(TRUE)
   {
      if ((Accept = WSAAccept(Listen, NULL, NULL, NULL, 0)) == SOCKET_ERROR)
      {
         printf("WSAAccept() failed with error %d\n", WSAGetLastError());
         return;
      }

      // 创建一个关键项用于保存这个客户端的信息,用户接收发送的重叠结构,
      // 还有使用到的缓冲区
      if ((PerHandleData = (LPPER_HANDLE_DATA) GlobalAlloc(GPTR, 
         sizeof(PER_HANDLE_DATA))) == NULL)
      {
         printf("GlobalAlloc() failed with error %d\n", GetLastError());
         return;
      }

      // Associate the accepted socket with the original completion port.

      printf("Socket number %d connected\n", Accept);
      PerHandleData->Socket = Accept;

      //与我们的创建的那个完成端口关联起来,将关键项也与指定的一个完成端口关联
      if (CreateIoCompletionPort((HANDLE) Accept, CompletionPort, (DWORD) PerHandleData,
         0) == NULL)
      {
         printf("CreateIoCompletionPort failed with error %d\n", GetLastError());
         return;
      }

      // 投递一次接收,由于接收都需要使用这个函数来投递一个接收的准备

      if ((PerIoData = (LPPER_IO_OPERATION_DATA) GlobalAlloc(GPTR,          sizeof(PER_IO_OPERATION_DATA))) == NULL)
      {
         printf("GlobalAlloc() failed with error %d\n", GetLastError());
         return;
      }

      ZeroMemory(&(PerIoData->Overlapped), sizeof(OVERLAPPED));
      PerIoData->BytesSEND = 0;
      PerIoData->BytesRECV = 0;
      PerIoData->DataBuf.len = DATA_BUFSIZE;
      PerIoData->DataBuf.buf = PerIoData->Buffer;

      Flags = 0;
      if (WSARecv(Accept, &(PerIoData->DataBuf), 1, &RecvBytes, &Flags,
         &(PerIoData->Overlapped), NULL) == SOCKET_ERROR)
      {
         if (WSAGetLastError() != ERROR_IO_PENDING)
         {
            printf("WSARecv() failed with error %d\n", WSAGetLastError());
            return;
         }
      }
   }
}
//工作线程
DWORD WINAPI ServerWorkerThread(LPVOID CompletionPortID)
{
   HANDLE CompletionPort = (HANDLE) CompletionPortID;
   DWORD BytesTransferred;
   LPOVERLAPPED Overlapped;
   LPPER_HANDLE_DATA PerHandleData;
   LPPER_IO_OPERATION_DATA PerIoData;
   DWORD SendBytes, RecvBytes;
   DWORD Flags;
   
   while(TRUE)
   {
      //完成端口有消息来了
      if (GetQueuedCompletionStatus(CompletionPort, &BytesTransferred,
         (LPDWORD)&PerHandleData, (LPOVERLAPPED *) &PerIoData, INFINITE) == 0)
      {
         printf("GetQueuedCompletionStatus failed with error %d\n", GetLastError());
         return 0;
      }


      //是不是有人退出了

      if (BytesTransferred == 0)
      {
         printf("Closing socket %d\n", PerHandleData->Socket);

         if (closesocket(PerHandleData->Socket) == SOCKET_ERROR)
         {
            printf("closesocket() failed with error %d\n", WSAGetLastError());
            return 0;
         }

         GlobalFree(PerHandleData);
         GlobalFree(PerIoData);
         continue;
      }

      //

      if (PerIoData->BytesRECV == 0)
      {
         PerIoData->BytesRECV = BytesTransferred;
         PerIoData->BytesSEND = 0;
      }
      else
      {
         PerIoData->BytesSEND += BytesTransferred;
      }

      if (PerIoData->BytesRECV > PerIoData->BytesSEND)
      {

         // Post another WSASend() request.
         // Since WSASend() is not gauranteed to send all of the bytes requested,
         // continue posting WSASend() calls until all received bytes are sent.

         ZeroMemory(&(PerIoData->Overlapped), sizeof(OVERLAPPED));

         PerIoData->DataBuf.buf = PerIoData->Buffer + PerIoData->BytesSEND;
         PerIoData->DataBuf.len = PerIoData->BytesRECV - PerIoData->BytesSEND;

         if (WSASend(PerHandleData->Socket, &(PerIoData->DataBuf), 1, &SendBytes, 0,
            &(PerIoData->Overlapped), NULL) == SOCKET_ERROR)
         {
            if (WSAGetLastError() != ERROR_IO_PENDING)
            {
               printf("WSASend() failed with error %d\n", WSAGetLastError());
               return 0;
            }
         }
      }
      else
      {
         PerIoData->BytesRECV = 0;

         // Now that there are no more bytes to send post another WSARecv() request.

         Flags = 0;
         ZeroMemory(&(PerIoData->Overlapped), sizeof(OVERLAPPED));

         PerIoData->DataBuf.len = DATA_BUFSIZE;
         PerIoData->DataBuf.buf = PerIoData->Buffer;

         if (WSARecv(PerHandleData->Socket, &(PerIoData->DataBuf), 1, &RecvBytes, &Flags,
            &(PerIoData->Overlapped), NULL) == SOCKET_ERROR)
         {
            if (WSAGetLastError() != ERROR_IO_PENDING)
            {
               printf("WSARecv() failed with error %d\n", WSAGetLastError());
               return 0;
            }
         }
      }
   }
}

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