Winsocket原理

2.2无连接协议的套接字调用时序图



2.3面向连接的应用程序流程图

四、WinSock简介

WindowsSockets是从Berkeley Sockets扩展而来的，其在继承Berkeley Sockets的基础上，又进行了新的扩充。这些扩充主要是提供了一些异步函数，并增加了符合WINDOWS消息驱动特性的网络事件异步选择机制。

Windows Sockets由两部分组成：开发组件和运行组件。

开发组件：Windows Sockets实现文档、应用程序接口(API)引入库和一些头文件。

运行组件：Windows Sockets应用程序接口的动态链接库(WINSOCK.DLL)。

五、WinSock主要扩充说明

　　1、异步选择机制：

　　Windows Sockets的异步选择函数提供了消息机制的网络事件选择，当使用它登记网络事件发生时，应用程序相应窗口函数将收到一个消息，消息中指示了发生的网络事件，以及与事件相关的一些信息。

　　Windows Sockets提供了一个异步选择函数WSAAsyncSelect()，用它来注册应用程序感兴趣的网络事件，当这些事件发生时，应用程序相应的窗口函数将收到一个消息。

　　函数结构如下：

　　int PASCAL FAR WSAAsyncSelect(SOCKET s,HWND hWnd,unsigned int wMsg,

　　　　long lEvent);

　　参数说明：

　　hWnd：窗口句柄

　　wMsg：需要发送的消息

lEvent：事件（以下为事件的内容）

例如：我们要在套接字读准备好或写准备好时接到通知，语句如下：

rc=WSAAsyncSelect(s,hWnd,wMsg,FD_READ|FD_WRITE);

　　如果我们需要注销对套接字网络事件的消息发送，只要将lEvent设置为0

2、异步请求函数

在Berkeley Sockets中请求服务是阻塞的，WINDOWS SICKETS除了支持这一类函数外，还增加了相应的异步请求函数(WSAAsyncGetXByY();)。

3、阻塞处理方法

Windows Sockets为了实现当一个应用程序的套接字调用处于阻塞时，能够放弃CPU让其它应用程序运行，它在调用处于阻塞时便进入一个叫“HOOK”的例程，此例程负责接收和分配WINDOWS消息，使得其它应用程序仍然能够接收到自己的消息并取得控制权。

WINDOWS是非抢先的多任务环境，即若一个程序不主动放弃其控制权，别的程序就不能执行。因此在设计Windows Sockets程序时，尽管系统支持阻塞操作，但还是反对程序员使用该操作。但由于SUN公司下的Berkeley Sockets的套接字默认操作是阻塞的，WINDOWS作为移植的SOCKETS也不可避免对这个操作支持。

在Windows Sockets实现中，对于不能立即完成的阻塞操作做如下处理：DLL初始化→循环操作。在循环中，它发送任何WINDOWS消息，并检查这个Windows Sockets调用是否完成，在必要时，它可以放弃CPU让其它应用程序执行（当然使用超线程的CPU就不会有这个麻烦了^_^）。我们可以调用WSACancelBlockingCall()函数取消此阻塞操作。

在Windows Sockets中，有一个默认的阻塞处理例程BlockingHook()简单地获取并发送WINDOWS消息。如果要对复杂程序进行处理，Windows Sockets中还有WSASetBlockingHook()提供用户安装自己的阻塞处理例程能力；与该函数相对应的则是WSAUnhookBlockingHook()，它用于删除先前安装的任何阻塞处理例程，并重新安装默认的处理例程。请注意，设计自己的阻塞处理例程时，除了函数WSACancelBlockingHook()之外，它不能使用其它的Windows Sockets API函数。在处理例程中调用WSACancelBlockingHook()函数将取消处于阻塞的操作，它将结束阻塞循环。

4、出错处理

Windows Sockets为了和以后多线程环境（WINDOWS/UNIX）兼容，它提供了两个出错处理函数来获取和设置当前线程的最近错误号。（WSAGetLastEror()和WSASetLastError()）

5、启动与终止

使用函数WSAStartup()和WSACleanup()启动和终止套接字。

六、Windows Sockets网络程序设计核心

我们终于可以开始真正的Windows Sockets网络程序设计了。不过我们还是先看一看每个Windows Sockets网络程序都要涉及的内容。让我们一步步慢慢走。

1、启动与终止

在所有Windows Sockets函数中，只有启动函数WSAStartup()和终止函数WSACleanup()是必须使用的。

启动函数必须是第一个使用的函数，而且它允许指定Windows Sockets API的版本，并获得SOCKETS的特定的一些技术细节。本结构如下：

int PASCAL FAR WSAStartup(WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData);

其中wVersionRequested保证SOCKETS可正常运行的DLL版本，如果不支持，则返回错误信息。

我们看一下下面这段代码，看一下如何进行WSAStartup()的调用

关闭函数使用时，任何打开并已连接的SOCK_STREAM套接字被复位，但那些已由closesocket()函数关闭的但仍有未发送数据的套接字不受影响，未发送的数据仍将被发送。程序运行时可能会多次调用WSAStartuo()函数，但必须保证每次调用时的wVersionRequested的值是相同的。

2、异步请求服务

Windows Sockets除支持Berkeley Sockets中同步请求，还增加了了一类异步请求服务函数WSAAsyncGerXByY()。该函数是阻塞请求函数的异步版本。应用程序调用它时，由Windows Sockets DLL初始化这一操作并返回调用者，此函数返回一个异步句柄，用来标识这个操作。当结果存储在调用者提供的缓冲区，并且发送一个消息到应用程序相应窗口。常用结构如下：

HANDLE taskHnd;

char hostname="rs6000";

taskHnd = WSAAsyncBetHostByName(hWnd,wMsg,hostname,buf,buflen); 

需要注意的是，由于Windows的内存对像可以设置为可移动和可丢弃，因此在操作内存对象是，必须保证WIindows Sockets DLL对象是可用的。

3、异步数据传输

使用send()或sendto()函数来发送数据，使用recv()或recvfrom()来接收数据。Windows Sockets不鼓励用户使用阻塞方式传输数据，因为那样可能会阻塞整个Windows环境。下面我们看一个异步数据传输实例：

假设套接字s在连接建立后，已经使用了函数WSAAsyncSelect()在其上注册了网络事件FD_READ和FD_WRITE，并且wMsg值为UM_SOCK，那么我们可以在Windows消息循环中增加如下的分支语句：

4、出错处理

Windows提供了一个函数来获取最近的错误码WSAGetLastError()，推荐的编写方式如下：

len = send (s,lpBuffer,len,0);

if((len==SOCKET_ERROR)&&(WSAGetLastError()==WSAWOULDBLOCK)){...}