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网站网页设计入门,网站建设技术包括,工商网站,国外网站搭建平台目录 引言 一、WSAEventSelect模型概述 二、 WSAEventSelect模型的实现流程 2.1 创建一个事件对象,注册网络事件 2.2 等待网络事件发生 2.3 获取网络事件 2.4 手动设置信号量和释放资源 三、 WSAEventSelect模型伪代码示例 四、完整实践示例代码 引言 在网…

目录

引言

一、WSAEventSelect模型概述 

二、 WSAEventSelect模型的实现流程

2.1 创建一个事件对象,注册网络事件

2.2 等待网络事件发生

2.3 获取网络事件

2.4 手动设置信号量和释放资源

三、 WSAEventSelect模型伪代码示例

四、完整实践示例代码


引言

        在网络编程的复杂世界里,如何高效捕捉和响应网络事件是构建稳健应用的关键。WSAEventSelect模型作为一种强大的异步I/O模型,为开发者开辟了一条独特路径。它借助事件驱动机制,让应用程序能够敏锐感知套接字上的网络动态。与WSAAsyncSelect模型不同,它以事件而非消息形式传递通知,为网络编程带来别样灵活性。接下来,让我们深入探索WSAEventSelect模型的工作原理、实现流程以及实际应用示例。

一、WSAEventSelect模型概述 

        Windows Sockets异步事件选择模型,也就是WSAEventSelect模型,属于另一种异步I/O模型。利用这个模型,应用程序能够在单个或多个套接字上,基于事件接收网络方面的通知。

        WSAEventSelect模型和WSAAsyncSelect模型有所不同,主要区别就在于应用程序接收网络事件通知的方式。WSAEventSelect模型通过事件来告诉应用程序网络事件发生了,而WSAAsyncSelect模型是依靠消息来通知。但从根本上来说,在应用程序接收网络事件通知这件事上,这两个模型都是被动的。意思就是,只有网络事件真正发生的时候,系统才会向应用程序发出通知 。 

二、 WSAEventSelect模型的实现流程

初始化套接字、绑定端口及IP、监听这前三步在此略过。

2.1 创建一个事件对象,注册网络事件

        在应用程序调用WSAEventSelect函数之前,必须先创建一个事件对象。当获取到一个socket后,需使用WSACreateEvent函数来创建事件对象,之后再使用WSAEventSelect函数进行相关操作。

WSAEVENT WSACreateEvent(void);

该函数的返回值为事件对象句柄。

int WSAEventSelect(SOCKET s,             //当前服务端的SOCK句柄WSAEVENT hEventObject, //事件对象句柄long lNetworkEvents   //网络事件
);

         注:当调用WSAEventSelect函数后,套接字会被自动设置为非阻塞模式。若要将套接字设置为阻塞模式,则必须把参数lNetworkEvents设置为0。


示例:

//创建一个事件对象
WSAEVENT wsaEvent = WSACreateEvent();
if (WSA_INVALID_EVENT == wsaEvent) {printf("创建一个事件对象失败!");closesocket(sSocket);WSACleanup();
}
//注册网络事件
if (WSAEventSelect(sSocket,  wsaEvent,  //当前服务端的SOCK句柄//事件对象句柄FD_ACCEPT | FD_CLOSE)) {    //网络事件printf("注册网络事件失败!");closesocket(sSocket);   //关闭套接字WSACleanup();//释放套接字资源return FALSE;
}

2.2 等待网络事件发生

        在WinSockets应用程序里,先用WSAEventSelect函数给套接字把网络事件注册好,紧接着就得调用WSAWaitForMultipleEvents函数,目的是等着网络事件发生。这个WSAWaitForMultipleEvents函数的作用就是,一直等到有一个事件对象或者所有事件对象进入“有信号量”状态,又或者是函数调用时间到了(超时),它才会返回结果 。 

DWORD WSAWaitForMultipleEvents(DWORD cEvents,           //事件对象句柄数量WSAEVENT FAR*lphEvents, //指向事件对象句柄的指针BOOL fWaitAll,           //等待事件句柄的数量DWORD dwTimeout,         //调用该函数的阻塞时间BOOL fAlertable          //完成例程后是否继续等待
);

        WSAWaitForMultipleEvents这个函数,最多能够处理64个对象。所以呢,基于这个情况,使用这个I/O模型的时候,在一个线程里,同一时刻最多也就只能支持64个套接字。要是你想用这个模型去管理超过64个套接字,那就得再创建一些额外的工作线程才行。 

        WSAWaitForMultipleEvents函数的作用就是等着网络事件发生。只要在规定的时间里,有网络事件出现了,那这个函数返回的值,就能告诉你是哪个事件对象导致函数返回的 。 

        注:要是fWaitAll这个参数设成true,那所有的事件对象都会被置为有信号量状态。要是fWaitAll被设成FALSE,那么只要众多事件句柄当中有一个变为有信号量状态就可以了。这个函数运行结束后会给出一个返回值,这个返回值其实是个索引。用这个索引减去WSA_WAIT_EVENT_0这个宏的值,就能够知道在事件数组里,哪个事件被触发了,也就是能找到被触发事件在数组中的位置 。 


示例:

//定义事件对象数组
EventArray[WSA_MAXIMUMWAIT_EVENTS] = {};
//等待网络事件的发生
DWORD dwIndex =
WSAWaitForMultipleEvents(uEventCount, EventArray,  FALSE,
WSA_INFINITE,
FALSE);        
//完成例程后是否继续等待
//返回该事件在EventArray数组中的位置(下标从0开始)
dwIndex = dwIndex - WSA_WAIT_EVENT_0;

2.3 获取网络事件

        利用WSAWaitForMultipleEvents函数的返回值,我们能知道哪个套接字发生了网络事件。不过,仅仅知道是哪个套接字还不够,应用程序还得弄清楚在这个套接字上具体发生了哪种网络事件。WSAEnumNetworkEvents函数就派上用场了,它能找出套接字上发生的网络事件,同时把系统里关于这个网络事件的记录清除掉,还会把事件对象重新设置回初始状态 。

int WSAEnumNetworkEvents(SOCKET s,                          //发生网络事件的套接字句柄WSAEVENT hEventObject,             //被重置的事件对象句柄LPWSANETWORKEVENTS lpNetworkEvents //网络事件的记录和相应错误码
);
typedef struct _WSANETWORKEVENTS {long lNetworkEvents;               //网络事件int iErrorCode[FD_MAX_EVENTS];     //错误码
}

WSAEnumNetworkEvents参数

 _WSANETWORKEVENTS 参数

         使用方式:当lNetworkEvents&FD_XX为TRUE时,即表示发生了此网络事件。


示例:

Socket SocketArray[WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS] = {};
int uEventCount = 0;                   //记录当前事件和套接字的个数
WSAEnumNetworkEvents(SocketArray[dwIndex],//发生网络事件的套接字句柄
EventArray[dwIndex],//被重置的事件对象句柄
&NetworkEvents))     //网络事件的记录和相应错误码
//响应网络事件
if ((NetworkEvents.lNetworkEvents & FD_ACCEPT) &&0 == NetworkEvents.iErrorCode[FD_ACCEPT_BIT]) {// 处理逻辑
}

        这个函数创建的事件对象,有“手动重设”和“自动重设”这两种工作模式。咱们这里创建的事件对象,是按手动方式工作的,一开始它处于无信号状态。一旦网络事件发生,跟套接字相关联的这个事件对象,就会从无信号量的状态变成有信号量状态。因为是“手动重设”模式,所以应用程序把相关事件处理完之后,得把这个有信号量的事件对象,再变回无信号量状态。 有个MAX_NUM_SOCKET宏,它的值是64 ,一般来说,这代表一个线程最多能同时等待处理64个事件,也就是说一个线程最多只能同时盯着64个socket。要是超过了这个数量,就必须再开启新的线程来处理。 调用这个函数的时候,如果hEventObject参数不是NULL,那么这个事件对象就会被自动重置为“无信号”状态;要是hEventObject参数是NULL,那就得调用WSAResetEvent函数,把事件设置成“无信号”状态 。 

2.4 手动设置信号量和释放资源

BOOL WSAResetEvent(WSAEVENT hEvent //要设置为无信号量的事件对象句柄
);


WSAResetEvent函数用于将事件对象从“有信号量”设置为“无信号量”。

BOOL WSACloseEvent(WSAEVENT hEvent //要释放资源的事件对象句柄
);

        应用程序完成网络事件的处理后,需要使用WSACloseEvent函数释放事件对象所占用的系统资源。

三、 WSAEventSelect模型伪代码示例

#include <Winsock2.h>
#pragma comment(lib,"Ws2_32.lib")
typedef struct _EVENT_SOCKET_INFO {WSAEVENT EventArray[WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS];SOCKET SocketArray[WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS];
}EVENT_SOCKET_INFO, *PEVENT_SOCKET_INFO;
BOOL SetSocket() {//1.初始化套接字WSADATA  stcData;int nResult;nResult = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &stcData);if (nResult == SOCKET_ERROR)return FALSE;//2.创建套接字// 此处代码省略//3.初始化地址定址sockaddr_in sAddr = {0};sAddr.sin_family = AF_INET;sAddr.sin_port = htons(1234);sAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");int nSaddrLen = sizeof(sockaddr_in);//4.绑定int nRet = 0;nRet = bind(sSocket,(sockaddr*)&sAddr,sizeof  (sockaddr_in));if (SOCKET_ERROR == nRet) {printf("绑定IP定址失败");closesocket(sSocket);WSACleanup();}//接收返回信息//当前客户端SOCK句柄//IP定址//IP定址结构体大小//关闭套接字//释放套接字资源//WSANETWORKEVENTS NetworkEvents = {0};//网络事件的记录和相应错误码SOCKET                            sClientSocket           = 0;  //当前发送事件客户端的SOCK句柄UINT                                 uEventCount           = 0;  //事件对象句柄数量CLIENTINFO                  ClientInfo              = {0};//当前发送事件的客户端EVENT_SOCKET_INFO       EventSocketInfo = {0};//保存事件和Sock信息//5.监听if (listen(sSocket, SOMAXCONN)) {printf("    监听失败!");closesocket(sSocket);WSACleanup();}//6.创建一个事件对象WSAEVENT wsaEvent = WSACreateEvent();if (WSA_INVALID_EVENT == wsaEvent) {printf("创建一个事件对象失败!");closesocket(sSocket);WSACleanup();}//关闭套接字//释放套接字资源//7.注册网络事件if (WSAEventSelect(sSocket,wsaEvent,//当前服务端的SOCK句柄//事件对象句柄FD_ACCEPT | FD_CLOSE))//网络事件{printf("注册网络事件失败!");closesocket(sSocket);WSACleanup();//关闭套接字//释放套接字资源return FALSE;}//保存事件对象和套接字EventSocketInfo.EventArray[uEventCount]      = wsaEvent;EventSocketInfo.SocketArray[uEventCount++] = sSocket;while (TRUE) {WSAEVENT       EventArray[WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS];//8.等待网络事件的发生DWORD dwIndex = WSAWaitForMultipleEvents(uEventCount,EventSocketInfo.EventArray,FALSE,WSA_INFINITE,FALSE);if (WSA_WAIT_FAILED == dwIndex)continue;//手动设置无信号//WSAResetEvent(EventSocketInfo.EventArray);//9.找到有信号的对象的标号//WSAWaitForMultipleEvent       函数的返回值-WSA_WAIT_EVENT_0dwIndex    = dwIndex - WSA_WAIT_EVENT_0;if (WSAEnumNetworkEvents(EventSocketInfo.SocketArray[dwIndex],//               发生网络事件的套接字句柄EventSocketInfo.EventArray                 [dwIndex],//被重置的事件对象句柄&NetworkEvents))                                               //网络事件的记录和相应错误码{printf("     调用WSAEnumNetworkEvents失败!");closesocket(sSocket);                                      //关闭套接字WSACleanup();                                                         //释放套接字资源}//10.响应网络事件//10.1连接if ((NetworkEvents.lNetworkEvents & FD_ACCEPT) &&0 == NetworkEvents.iErrorCode[FD_ACCEPT_BIT]) {sClientSocket       = accept(sSocket, (sockaddr*)&sAddr, &nSaddrLen);if (INVALID_SOCKET        == sClientSocket) {printf("     连接客户端失败!");continue;}//为新客户端创建网络事件//1.为刚连接进来的客户端创建事件对象EventSocketInfo.EventArray[uEventCount] = WSACreateEvent();//2.保存当前连接进来的客户端Socket 套接字EventSocketInfo.SocketArray[uEventCount] = sClientSocket;//3.为该客户端注册网络事件WSAEventSelect(sClientSocket,EventSocketInfo.EventArray[uEventCount],FD_READ | FD_WRITE                    | FD_CLOSE);uEventCount++;ClientInfo.ClientSock                  = sClientSocket;g_ClientInfo.push_back(ClientInfo);continue;}//10.2接收消息if ((NetworkEvents.lNetworkEvents & FD_READ) &&0        == NetworkEvents.iErrorCode[FD_READ_BIT]) {// 接收数据处理逻辑continue;}//10.3关闭事件if ((NetworkEvents.lNetworkEvents & FD_CLOSE) &&(0 == NetworkEvents.iErrorCode[FD   CLOSE_BIT])) {//关闭Socket套接字和释放事件对象占有的资源closesocket(EventSocketInfo.SocketArray[dwIndex]);WSACloseEvent(EventSocketInfo.EventArray[dwIndex]);//将退出的客户端从事件数组中删除,并将之后的数据向前移动for (int i = dwIndex; i < uEventCount; i++) {  //线性表EventSocketInfo.EventArray[dwIndex]= EventSocketInfo.EventArray[dwIndex + 1];EventSocketInfo.SocketArray[dwIndex]= EventSocketInfo.SocketArray[dwIndex + 1];}uEventCount--;continue;}}return TRUE;
}

        WSAEventSelect模型作为一种异步I/O模型,通过事件机制实现网络事件的通知与处理,在网络编程中为应用程序提供了一种有效的处理网络操作的方式,了解其原理和实现流程有助于开发者编写出更高效、稳定的网络应用程序。

四、完整实践示例代码

头文件initsock.h:

#include <winsock2.h>
#pragma comment(lib, "WS2_32")  // 链接到 WS2_32.libclass CInitSock
{
public:/*CInitSock 的构造器*/CInitSock(BYTE minorVer = 2, BYTE majorVer = 2){// 初始化WS2_32.dllWSADATA wsaData;WORD sockVersion = MAKEWORD(minorVer, majorVer);if (::WSAStartup(sockVersion, &wsaData) != 0){exit(0);}}/*CInitSock 的析构器*/~CInitSock(){::WSACleanup();}
};

 服务端代码:

#include "initsock.h"
#include <iostream>
using namespace std;// 初始化Winsock库
CInitSock theSock;int main()
{// 事件句柄和套节字句柄表WSAEVENT eventArray[WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS];SOCKET    sockArray[WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS];int nEventTotal = 0;// 创建监听套节字SOCKET sListen = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);sockaddr_in sin;sin.sin_family = AF_INET;sin.sin_port = htons(4567);    // 此服务器监听的端口号sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;if (::bind(sListen, (sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) == SOCKET_ERROR){cout << " Failed bind()" << endl;return -1;}// 进入监听模式if (::listen(sListen, 5) == SOCKET_ERROR){cout << " Failed listen()" << endl;return 0;}cout << "服务器已启动监听,可以接收连接!" << endl;// 创建事件对象,并关联到新的套节字WSAEVENT event = ::WSACreateEvent();::WSAEventSelect(sListen, event, FD_ACCEPT | FD_CLOSE);// 添加到表中eventArray[nEventTotal] = event;sockArray[nEventTotal] = sListen;nEventTotal++;// 处理网络事件while (TRUE){// 在所有事件对象上等待int nIndex = ::WSAWaitForMultipleEvents(nEventTotal, eventArray, FALSE, WSA_INFINITE, FALSE);// 对每个事件调用WSAWaitForMultipleEvents函数,以便确定它的状态nIndex = nIndex - WSA_WAIT_EVENT_0;for (int i = nIndex; i < nEventTotal; i++){nIndex = ::WSAWaitForMultipleEvents(1, &eventArray[i], TRUE, 1000, FALSE);if (nIndex == WSA_WAIT_FAILED || nIndex == WSA_WAIT_TIMEOUT){continue;}else{// 获取到来的通知消息,WSAEnumNetworkEvents函数会自动重置受信事件WSANETWORKEVENTS event;::WSAEnumNetworkEvents(sockArray[i], eventArray[i], &event);if (event.lNetworkEvents & FD_ACCEPT)                // 处理FD_ACCEPT通知消息{if (event.iErrorCode[FD_ACCEPT_BIT] == 0){if (nEventTotal > WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS){cout << " Too many connections!" << endl;continue;}sockaddr_in addrRemote;int nAddrLen = sizeof(addrRemote);SOCKET sNew = ::accept(sockArray[i], (SOCKADDR*)&addrRemote, &nAddrLen);cout << "\n与主机" << ::inet_ntoa(addrRemote.sin_addr) << "建立连接" << endl;WSAEVENT event = ::WSACreateEvent();::WSAEventSelect(sNew, event, FD_READ | FD_CLOSE | FD_WRITE);// 添加到表中eventArray[nEventTotal] = event;sockArray[nEventTotal] = sNew;nEventTotal++;}}else if (event.lNetworkEvents & FD_READ)         // 处理FD_READ通知消息{if (event.iErrorCode[FD_READ_BIT] == 0){char szText[256];int nRecv = ::recv(sockArray[i], szText, strlen(szText), 0);if (nRecv > 0){szText[nRecv] = '\0';cout << "  接收到数据:" << szText << endl;}// 向客户端发送数据char sendText[] = "你好,客户端!";if (::send(sockArray[i], sendText, strlen(sendText), 0) > 0){cout << "  向客户端发送数据:" << sendText << endl;}}}else if (event.lNetworkEvents & FD_CLOSE)        // 处理FD_CLOSE通知消息{if (event.iErrorCode[FD_CLOSE_BIT] == 0){::closesocket(sockArray[i]);for (int j = i; j < nEventTotal - 1; j++){eventArray[j] = eventArray[j + 1];sockArray[j] =  sockArray[j + 1];}nEventTotal--;}}}}}return 0;
}

客户端代码:

#include "InitSock.h"
#include <iostream>
using namespace std;CInitSock initSock;     // 初始化Winsock库int main()
{// 创建套节字SOCKET s = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);if (s == INVALID_SOCKET){cout << " Failed socket()" << endl;return 0;}// 也可以在这里调用bind函数绑定一个本地地址// 否则系统将会自动安排char address[20] = "127.0.0.1";// 填写远程地址信息sockaddr_in servAddr;servAddr.sin_family = AF_INET;servAddr.sin_port = htons(4567);// 注意,这里要填写服务器程序(TCPServer程序)所在机器的IP地址// 如果你的计算机没有联网,直接使用127.0.0.1即可servAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(address);if (::connect(s, (sockaddr*)&servAddr, sizeof(servAddr)) == -1){cout << " Failed connect() " << endl;return 0;}else {cout << "与服务器 " << address << "建立连接" << endl;}char szText[] = "你好,服务器!";if (::send(s, szText, strlen(szText), 0) > 0){cout << "  发送数据:" << szText << endl;}// 接收数据char buff[256];int nRecv = ::recv(s, buff, 256, 0);if (nRecv > 0){buff[nRecv] = '\0';cout << "  接收到数据:" << buff << endl;}// 关闭套节字::closesocket(s);return 0;
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