深入 CSocket 编程之阻塞和非阻塞模式

作者： Starlight

本文适合初中级读者阅读
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　　有时，花上几个小时阅读、调试、跟踪优秀的源码程序，能够更快地掌握某些技术关键点和精髓。当然，前提是对这些技术大致上有一个了解。
　　我通过几个采用 CSocket 类编写并基于 Client/Server （客户端 / 服务端）的网络聊天和传输文件的程序 ( 详见： 源代码参考 ) ，在调试这些程序的过程中，追踪深入至 CSocket 类核心源码 Sockcore.cpp ， 对于CSocket 类的运行机制可谓是一览无遗，并且对于阻塞和非阻塞方式下的 socket 程序的编写也是稍有体会。

阅读本文请先注意：

　　这里的阻塞和非阻塞的概念仅适用于 Server 端 socket 程序。socket 意为套接字，它与 Socket 不同，请注意首字母的大小写。
　　客户端与服务端的通信简单来讲：服务端 socket 负责监听，应答，接收和发送消息，而客户端 socket 只是连接，应答，接收，发送消息。此外，如果你对于采用 CSocket 类编写 Client/Server 网络程序的原理不是很了解，请先查询一下（ 详见：参考书籍和在线帮助 ）。
在此之前，有必要先讲述一下： 网络传输服务提供者， ws2_32.dll ， socket 事件 和 socket window 。

1、网络传输服务提供者（网络传输服务进程）， Socket 事件， Socket Window

　　网络传输服务提供者 （ transport service provider ）是以 DLL 的形式存在的，在 windows 操作系统启动时由服务进程 svchost.exe 加载。当 socket 被创建时，调用 API 函数 Socket （在 ws2_32.dll 中）， Socket 函数会传递三个参数 : 地址族，套接字类型 ( 注 2 ) 和协议，这三个参数决定了是由哪一个类型的 网络传输服务提供者 来启动网络传输服务功能。所有的网络通信正是由网络传输服务提供者完成 , 这里将 网络传输服务提供者 称为 网络传输服务进程 更有助于理解，因为前文已提到 网络传输服务提供者 是由 svchost.exe 服务进程所加载的。
　　下图描述了网络应用程序、 CSocket （ WSock32.dll ）、 Socket API(ws2_32.dll) 和 网络传输服务进程 之间的接口层次关系：



当 Client 端 socket 与 Server 端 socket 相互通信时，两端均会触发 socket 事件。这里仅简要说明两个 socket 事件：

• FD_CONNECT: 连接事件 , 通常 Client 端 socket 调用 socket API 函数 Connect 时所触发，这个事件发生在 Client 端。
• FD_ACCEPT ：正在引入的连接事件，通常 Server 端 socket 正在接收来自 Client 端 socket 连接时触发，这个事件发生在 Server 端。

　　网络传输服务进程 将 socket 事件 保存至 socket 的事件队列中。此外， 网络传输服务进程 还会向 socket window 发送消息 WM_SOCKET_NOTIFY , 通知有 socket 事件 产生，见下文对 socket window 的详细说明。
　　调用 CSocket::Create 函数后，socket 被创建。 socket 创建过程中调用 CAsyncSocket::AttachHandle(SOCKET hSocket, CAsyncSocket* pSocket, BOOL bDead) 。该函数的作用是：

• 将 socket 实例句柄和 socket 指针添加至 当前模块状态 （ 注 1 ）的一个映射表变量 m_pmapSocketHandle 中。
• 在 AttachHandle 过程中，会 new 一个 CSocketWnd 实例 ( 基于 CWnd 派生 ) ，这里将这个实例称之为 socket window ，进一步理解为它是存放所有 sockets 的消息池 （ window 消息），请仔细查看，这里 socket 后多加了一个 s ，表示创建的多个 socket 将共享一个 消息池 。
   
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