多種SOKECT通訊模型的理解(select,WSAAsyncSelect,WSAEventSelect,Overlapped I/O 事件通知,Overlapped I/O 完成例程,IOCP)
這和Socket模型非常類似。下面我就以老陳接收信件為例講解SocketI/O模型。
一:select模型
老陳非常想看到女兒的信。以至於他每隔10分鐘就下樓檢查信箱,看是否有女兒的信,在這種情況下,“下樓檢查信箱”然後回到樓上耽誤了老陳太多的時間,以至於老陳無法做其他工作。
select模型和老陳的這種情況非常相似:周而復始地去檢查......如果有資料......接收/傳送.......
使用執行緒來select應該是通用的做法:
procedure TListenThread.Execute;
var
addr : TSockAddrIn;
fd_read : TFDSet;
timeout : TTimeVal;
ASock,
MainSock : TSocket;
len, i : Integer;
begin
MainSock := socket( AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP );
addr.sin_family := AF_INET;
addr.sin_port := htons(5678);
addr.sin_addr.S_addr := htonl(INADDR_ANY);
bind( MainSock, @addr, sizeof(addr) );
listen( MainSock, 5 );
while (not Terminated) do
begin
FD_ZERO( fd_read );
FD_SET( MainSock, fd_read );
timeout.tv_sec := 0;
timeout.tv_usec := 500;
if select( 0, @fd_read, nil, nil, @timeout ) > 0 then //至少有1個等待Accept的connection
begin
if FD_ISSET( MainSock, fd_read ) then
begin
for i:=0 to fd_read.fd_count-1 do //注意,fd_count <= 64,也就是說select只能同時管理最多64個連線
begin
len := sizeof(addr);
ASock := accept( MainSock, addr, len );
if ASock <> INVALID_SOCKET then
....//為ASock建立一個新的執行緒,在新的執行緒中再不停地select
end;
end;
end;
end; //while (not self.Terminated)
shutdown( MainSock, SD_BOTH );
closesocket( MainSock );
end;
二:WSAAsyncSelect模型
後來,老陳使用了微軟公司的新式信箱。這種信箱非常先進,一旦信箱裡有新的信件,蓋茨就會給老陳打電話:喂,大爺,你有新的信件了!從此,老陳再也不必頻繁上下樓檢查信箱了,牙也不疼了,你瞅準了,藍天......不是,微軟......
微軟提供的WSAAsyncSelect模型就是這個意思。
WSAAsyncSelect模型是Windows下最簡單易用的一種Socket I/O模型。使用這種模型時,Windows會把網路事件以訊息的形勢通知應用程式。
首先定義一個訊息標示常量:
const WM_SOCKET = WM_USER + 55;
再在主Form的private域新增一個處理此訊息的函式宣告:
private
procedure WMSocket(var Msg: TMessage); message WM_SOCKET;
然後就可以使用WSAAsyncSelect了:
var
addr : TSockAddr;
sock : TSocket;
sock := socket( AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP );
addr.sin_family := AF_INET;
addr.sin_port := htons(5678);
addr.sin_addr.S_addr := htonl(INADDR_ANY);
bind( m_sock, @addr, sizeof(SOCKADDR) );
WSAAsyncSelect( m_sock, Handle, WM_SOCKET, FD_ACCEPT or FD_CLOSE );
listen( m_sock, 5 );
....
應用程式可以對收到WM_SOCKET訊息進行分析,判斷是哪一個socket產生了網路事件以及事件型別:
procedure TfmMain.WMSocket(var Msg: TMessage);
var
sock : TSocket;
addr : TSockAddrIn;
addrlen : Integer;
buf : Array [0..4095] of Char;
begin
//Msg的WParam是產生了網路事件的socket控制代碼,LParam則包含了事件型別
case WSAGetSelectEvent( Msg.LParam ) of
FD_ACCEPT :
begin
addrlen := sizeof(addr);
sock := accept( Msg.WParam, addr, addrlen );
if sock <> INVALID_SOCKET then
WSAAsyncSelect( sock, Handle, WM_SOCKET, FD_READ or FD_WRITE or FD_CLOSE );
end;
FD_CLOSE : closesocket( Msg.WParam );
FD_READ : recv( Msg.WParam, buf[0], 4096, 0 );
FD_WRITE : ;
end;
end;
三:WSAEventSelect模型
後來,微軟的信箱非常暢銷,購買微軟信箱的人以百萬計數......以至於蓋茨每天24小時給客戶打電話,累得腰痠背痛,喝蟻力神都不好使。微軟改進 了他們的信箱:在客戶的家中新增一個附加裝置,這個裝置會監視客戶的信箱,每當新的信件來臨,此裝置會發出“新信件到達”聲,提醒老陳去收信。蓋茨終於可以睡覺了。
同樣要使用執行緒:
procedure TListenThread.Execute;
var
hEvent : WSAEvent;
ret : Integer;
ne : TWSANetworkEvents;
sock : TSocket;
adr : TSockAddrIn;
sMsg : String;
Index,
EventTotal : DWORD;
EventArray : Array [0..WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS-1] of WSAEVENT;
begin
...socket...bind...
hEvent := WSACreateEvent();
WSAEventSelect( ListenSock, hEvent, FD_ACCEPT or FD_CLOSE );
...listen...
while ( not Terminated ) do
begin
Index := WSAWaitForMultipleEvents( EventTotal, @EventArray[0], FALSE, WSA_INFINITE, FALSE );
FillChar( ne, sizeof(ne), 0 );
WSAEnumNetworkEvents( SockArray[Index-WSA_WAIT_EVENT_0], EventArray[Index-WSA_WAIT_EVENT_0], @ne );
if ( ne.lNetworkEvents and FD_ACCEPT ) > 0 then
begin
if ne.iErrorCode[FD_ACCEPT_BIT] <> 0 then
continue;
ret := sizeof(adr);
sock := accept( SockArray[Index-WSA_WAIT_EVENT_0], adr, ret );
if EventTotal > WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS-1 then//這裡WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS同樣是64
begin
closesocket( sock );
continue;
end;
hEvent := WSACreateEvent();
WSAEventSelect( sock, hEvent, FD_READ or FD_WRITE or FD_CLOSE );
SockArray[EventTotal] := sock;
EventArray[EventTotal] := hEvent;
Inc( EventTotal );
end;
if ( ne.lNetworkEvents and FD_READ ) > 0 then
begin
if ne.iErrorCode[FD_READ_BIT] <> 0 then
continue;
FillChar( RecvBuf[0], PACK_SIZE_RECEIVE, 0 );
ret := recv( SockArray[Index-WSA_WAIT_EVENT_0], RecvBuf[0], PACK_SIZE_RECEIVE, 0 );
......
end;
end;
end;
四:Overlapped I/O 事件通知模型
後來,微軟通過調查發現,老陳不喜歡上下樓收發信件,因為上下樓其實很浪費時間。於是微軟再次改進他們的信箱。新式的信箱採用了更為先進的技術,只要使用者告訴微軟自己的家在幾樓幾號,新式信箱會把信件直接傳送到使用者的家中,然後告訴使用者,你的信件已經放到你的家中了!老陳很高興,因為他不必再親自收發信件了!
Overlapped I/O 事件通知模型和WSAEventSelect模型在實現上非常相似,主要區別在“Overlapped”,Overlapped模型是讓應用程式使用重疊資料結構(WSAOVERLAPPED),一次投遞一個或多個Winsock I/O請求。這些提交的請求完成後,應用程式會收到通知。什麼意思呢?就是說,如果你想從socket上接收資料,只需要告訴系統,由系統為你接收資料,而你需要做的只是為系統提供一個緩衝區~~~~~
Listen執行緒和WSAEventSelect模型一模一樣,Recv/Send執行緒則完全不同:
procedure TOverlapThread.Execute;
var
dwTemp : DWORD;
ret : Integer;
Index : DWORD;
begin
......
while ( not Terminated ) do
begin
Index := WSAWaitForMultipleEvents( FLinks.Count, @FLinks.Events[0], FALSE, RECV_TIME_OUT, FALSE );
Dec( Index, WSA_WAIT_EVENT_0 );
if Index > WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS-1 then //超時或者其他錯誤
continue;
WSAResetEvent( FLinks.Events[Index] );
WSAGetOverlappedResult( FLinks.Sockets[Index], FLinks.pOverlaps[Index], @dwTemp, FALSE,FLinks.pdwFlags[Index]^ );
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