Winsock I/O模型之WSAAsyncSelect

Winsock提供了一个很有用的异步I/O模型，利用这个模型，应用程序可以在一个套接字上接收以Windows消息为基础的网络事件通知。这个模型最开始出现在Winsock 1.1版本中，是为了帮助开发者面向一些早期的16位Windows平台而设计的。但是现在的应用程序仍然可以从这种模型中得到好处，就连MFC中的CSocket类也采纳了这种模型。由于该模型是基于Windows消息机制的，所以要想使用这种模型必须要Create一个窗口，这个窗口将会被用来接收消息。接下来建立套接字，然后调用WSAAsyncSelect函数，打开窗口消息通知，函数原型如下：

int WSAAsyncSelect(SOCKET s, HWND hWnd, unsigned int uMsg, long lEvent);

其中s就是我们想要的那个套接字；hWnd是接收消息通知那个窗口句柄；wMsg参数指定在发生网络事件时要接受的消息，通常设成比WM_USER大的一个值，以避免消息冲突；lEvent指定了一个位掩码，对应一系列网络事件的组合，见下表：

当程序在一个套接字上调用WSAAsyncSelect成功后，这个程序就会在与hWnd窗口句柄对应的窗口例程中以Windows消息的形式接收网络事件通知。窗口例程通常定义成这个样子：

LRESULT CALLBACK WndProc (HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)其中wParam参数指定在其上面发生了一个网络事件的套接字，如果定义了多个套接字，这个参数就显得很重要了。lParam参数则包含了两方面的重要信息，它的低位字指定了已经发生的网络事件，而高位字包含了可能出现的错误代码。

简单的来说，这个模型的具体使用流程就是：
当网络消息抵达一个窗口例程后，程序要先检测lParam的高位字节，从而判断是否在套接字上面发生了网络错误。现成的宏已经有在这里了 –> WSAGETSELECTERROR，可以用它返回高字节包含的错误信息，如果没有发现任何的错误，接下来就是确定究竟是什么类型的网络事件触发了这条Windows消息，这个操作也有现成的宏 –> WSAGETSELECTEVENT

下面就是源代码，其中部分很基本的代码我就省略掉了，编译平台为Win2000 Server with SP2 + VC6.0 with SP5

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

#define PORT 5150
#define DATA_BUFSIZE 8192

typedef struct _SOCKET_INFORMATION {
　BOOL RecvPosted;
　CHAR Buffer[DATA_BUFSIZE];
　WSABUF DataBuf;
　SOCKET Socket;
　DWORD BytesSEND;
　DWORD BytesRECV;
　_SOCKET_INFORMATION *Next;
} SOCKET_INFORMATION, * LPSOCKET_INFORMATION;

#define WM_SOCKET (WM_USER + 1)

void CreateSocketInformation(SOCKET s, HWND);
LPSOCKET_INFORMATION GetSocketInformation(SOCKET s);
void FreeSocketInformation(SOCKET s);

LPSOCKET_INFORMATION SocketInfoList;

LRESULT CALLBACK WndProc (HWND, UINT, WPARAM, LPARAM) ;

int APIENTRY WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,
　　　　LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
{
　DWORD Ret;
　SOCKET Listen;
　SOCKADDR_IN InternetAddr;
　WSADATA wsaData;
　static TCHAR szAppName[] = TEXT ("HelloWin") ;
　HWND hwnd ;
　MSG msg ;
　WNDCLASS wndclass ;

　// Prepare echo server
　wndclass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW ;
　…
　…
　RegisterClass (&wndclass);
　hwnd = CreateWindow (…) ; // creation parameters
　ShowWindow (hwnd, nCmdShow) ;
　UpdateWindow (hwnd) ;

　if ((Ret = WSAStartup(0×0202, &wsaData)) != 0)
　{
　　MessageBox(hwnd, TEXT("Start socket failed"), TEXT("error"), MB_OK);
　　ExitProcess(1);
　}
　if ((Listen = socket (PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == INVALID_SOCKET)
　{
　　MessageBox(hwnd, TEXT("socket() failed"), TEXT("error"), MB_OK);
　　ExitProcess(1);
　}
　WSAAsyncSelect(Listen, hwnd, WM_SOCKET, FD_ACCEPT|FD_CLOSE);
　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)
　{
　　MessageBox(hwnd, TEXT("bind() failed"), TEXT("error"), MB_OK);
　　ExitProcess(1);
　}
　if (listen(Listen, 5))
　{
　　MessageBox(hwnd, TEXT("listen() failed"), TEXT("error"), MB_OK);
　　ExitProcess(1);
　}
　// Translate and dispatch window messages for the application thread
　while (GetMessage (&msg, NULL, 0, 0))
　{
　　TranslateMessage (&msg) ;
　　DispatchMessage (&msg) ;
　}
　return msg.wParam ;
}

LRESULT CALLBACK WndProc (HWND hwnd, UINT message,
　　　　　　　　WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
　HDC hdc ;
　PAINTSTRUCT ps ;
　RECT rect ;
　SOCKET Accept;
　LPSOCKET_INFORMATION SocketInfo;
　DWORD RecvBytes, SendBytes;
　DWORD Flags;

　switch (message)
　{
　　case WM_CREATE:
　　　return 0 ;

　　case WM_PAINT:
　　　hdc = BeginPaint (hwnd, &ps) ;
　　　GetClientRect (hwnd, &rect) ;
　　　DrawText (hdc, TEXT ("Server Started!"), -1, &rect,
　　　DT_SINGLELINE | DT_CENTER | DT_VCENTER) ;
　　　EndPaint (hwnd, &ps) ;
　　　return 0 ;

　　case WM_DESTROY:
　　　PostQuitMessage (0) ;
　　　return 0 ;

　　case WM_SOCKET:
　　　if (WSAGETSELECTERROR(lParam))
　　　{
　　　　MessageBox(…);
　　　　FreeSocketInformation(wParam);
　　　}
　　　else
　　　{
　　　　switch(WSAGETSELECTEVENT(lParam))
　　　　{
　　　　　case FD_ACCEPT:
　　　　　　if ((Accept = accept(wParam, NULL, NULL)) == INVALID_SOCKET)
　　　　　　{
　　　　　　　MessageBox(…);
　　　　　　　break;
　　　　　　}
　　　　　　// Create a socket information structure to associate with the
　　　　　　// socket for processing I/O.
　　　　　　CreateSocketInformation(Accept, hwnd);
　　　　　　WSAAsyncSelect(Accept, hwnd, WM_SOCKET,
　　　　　　　　　FD_READ|FD_WRITE|FD_CLOSE);
　　　　　　break;

　　　　　case FD_READ:
　　　　　　SocketInfo = GetSocketInformation(wParam);
　　　　　　// Read data only if the receive buffer is empty.
　　　　　　if (SocketInfo->BytesRECV != 0)
　　　　　　{
　　　　　　　SocketInfo->RecvPosted = TRUE;
　　　　　　　return 0;
　　　　　　}
　　　　　　else
　　　　　　{
　　　　　　　SocketInfo->DataBuf.buf = SocketInfo->Buffer;
　　　　　　　SocketInfo->DataBuf.len = DATA_BUFSIZE;
　　　　　　　Flags = 0;
　　　　　　　if (WSARecv(SocketInfo->Socket, &(SocketInfo->DataBuf),
　　　　　　　　　　　1, &RecvBytes, &Flags, NULL, NULL) == SOCKET_ERROR)
　　　　　　　{
　　　　　　　　if (WSAGetLastError() != WSAEWOULDBLOCK)
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　MessageBox(…);
　　　　　　　　　FreeSocketInformation(wParam);
　　　　　　　　　return 0;
　　　　　　　　}
　　　　　　　}
　　　　　　　else // No error so update the byte count
　　　　　　　　SocketInfo->BytesRECV = RecvBytes;
　　　　　　}
　　　　　　// DO NOT BREAK HERE SINCE WE GOT A SUCCESSFUL RECV.
　　　　　　// Go ahead and begin writing data to the client.

　　　　　　case FD_WRITE:
　　　　　　　SocketInfo = GetSocketInformation(wParam);
　　　　　　　if (SocketInfo->BytesRECV > SocketInfo->BytesSEND)
　　　　　　　{
　　　　　　　　SocketInfo->DataBuf.buf =
　　　　　　　　　SocketInfo->Buffer + SocketInfo->BytesSEND;
　　　　　　　　SocketInfo->DataBuf.len =
　　　　　　　　　SocketInfo->BytesRECV – SocketInfo->BytesSEND;
　　　　　　　　if (WSASend(SocketInfo->Socket, &(SocketInfo->DataBuf),
　　　　　　　　　　　　1, &SendBytes, 0,NULL, NULL) == SOCKET_ERROR)
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　if (WSAGetLastError() != WSAEWOULDBLOCK)
　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　MessageBox(…);
　　　　　　　　　　FreeSocketInformation(wParam);
　　　　　　　　　　return 0;
　　　　　　　　　}
　　　　　　　　}
　　　　　　　　else // No error so update the byte count
　　　　　　　　　SocketInfo->BytesSEND += SendBytes;
　　　　　　　}

　　　　　　　if (SocketInfo->BytesSEND == SocketInfo->BytesRECV)
　　　　　　　{
　　　　　　　　SocketInfo->BytesSEND = 0;
　　　　　　　　SocketInfo->BytesRECV = 0;
　　　　　　　　// If a RECV occurred during our SENDs then we need to post
　　　　　　　　// an FD_READ notification on the socket.

　　　　　　　　if (SocketInfo->RecvPosted == TRUE)
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　SocketInfo->RecvPosted = FALSE;
　　　　　　　　　PostMessage(hwnd, WM_SOCKET, wParam, FD_READ);
　　　　　　　　}
　　　　　　　}
　　　　　　　if(SocketInfo->DataBuf.buf != NULL)
　　　　　　　　MessageBox(hwnd, SocketInfo->DataBuf.buf,
　　　　　　　　　　 TEXT("Received"), MB_OK);
　　　　　　　break;

　　　　　　case FD_CLOSE:
　　　　　　　FreeSocketInformation(wParam);
　　　　　　　break;
　　　　}
　　　}
　　　return 0;
　}
　return DefWindowProc(hwnd, message, wParam, lParam);
}

void CreateSocketInformation(SOCKET s, HWND hwnd)
{
　LPSOCKET_INFORMATION SI;
　if ((SI = (LPSOCKET_INFORMATION) GlobalAlloc(GPTR,
　sizeof(SOCKET_INFORMATION))) == NULL)
　{
　　MessageBox(…);
　　return;
　}
　// Prepare SocketInfo structure for use.
　SI->Socket = s;
　SI->RecvPosted = FALSE;
　SI->BytesSEND = 0;
　SI->BytesRECV = 0;
　SI->Next = SocketInfoList;
　SocketInfoList = SI;
}

LPSOCKET_INFORMATION GetSocketInformation(SOCKET s)
{
　SOCKET_INFORMATION *SI = SocketInfoList;
　while(SI)
　{
　　if (SI->Socket == s)
　　return SI;
　　SI = SI->Next;
　}
　return NULL;
}

void FreeSocketInformation(SOCKET s)
{
　SOCKET_INFORMATION *SI = SocketInfoList;
　SOCKET_INFORMATION *PrevSI = NULL;
　while(SI)
　{
　　if (SI->Socket == s)
　　{
　　　if (PrevSI)
　　　　PrevSI->Next = SI->Next;
　　　else
　　　　SocketInfoList = SI->Next;
　　　closesocket(SI->Socket);
　　　GlobalFree(SI);
　　　return;
　　}
　　PrevSI = SI;
　　SI = SI->Next;
　}
}

服务器就这样建好了，只需要一个客户机就可以通信了，具体的代码我就不再贴了，各位可以自己设计客户机，或者去下载区下载源程序。最后向大家推荐《Windows网络编程技术》,真的不错。

本文中部分内容翻译自MSDN，客户机程序使用的是《Windows网络编程技术》中的例子