摘要 介紹了在TCP／IP網絡中WinSock網絡編程的基本流程及WinSock編程常用的兩種類，集中探討了MFC提供的異步非阻塞類CAsyncSocket的特點，包括類對象的創(chuàng)建、異步選擇機制以及對網絡事件的響應。以及采用CAsyncSocket類進行網絡通信的通信流程，并結合實際開發(fā)經驗，介紹了使用CAsyncSocket類進行網絡編程的基本框架。通過使用可大大提高編程的效率。
關鍵詞 TCP／IP；WinSock；異步通訊；非阻塞；CasyncSocket

    隨著Internet技術的應用和普及，多數應用程序都是運行在網絡環(huán)境下，這就要求程序員能在應用最廣泛的Windows操作系統上開發(fā)網絡應用程序。文中介紹了WinSock編程的基本流程，并利用MFC提供的CAsyncSocket類，結合在VS2008環(huán)境下實際的開發(fā)經驗，介紹了Windows平臺下基于TCP的異步網絡編程的相關知識。

1 WinSock編程的基本流程
    在TCP／IP網絡中，兩個進程間相互作用的主要模式是客戶機／服務器模式，該模式的建立基于以下兩點：(1)非對等作用。(2)通信完全是異步的?？蛻魴C／服務器模式在操作過程中采取的是主動請示方式。面向連接(TCP)的典型過程如圖1所示。

2 CAsyncSocket類的簡單介紹
    微軟公司開發(fā)的Visual C++是Windows平臺下強有力的開發(fā)工具。VC++對網絡編程的支持有socket支持，WinInet支持，MAPI和ISAPl支持等，其中Windows Sockets API是TCP／IP網絡環(huán)境下開發(fā)最為通用的API。為簡化WinSock網絡編程，使用戶專注于應用程序的算法設計，Microsoft的基本類庫(Microsoft Foundation Class，MFC)提供了兩個用于Winsock編程的類，分別是CAsyncSocket類和CSocket類：這兩個類在不同程度上對WinSock API函數進行了封裝，具有直接調用Sockets API的靈活性。CAsyncSocket類是從CObject類派生出來的，在很低的級別上一對一封裝了Windows Sockets API，因此具有直接調用Socket API的靈活性，可以使用面向對象的方式進行Socket編程，CAsync Soc ket類可以方便地調用其他MFC對象，處理多個網絡協議。與CSocket類相比，CAsyncSocket類有以下特點。
2．1 CAsyncSocket類對象的創(chuàng)建
    CAsyncSocket是一個異步非阻塞Socket封裝類，CAsvncSocket的Create()函數，除創(chuàng)建了一個Socket以外，CAsyncSocket：：Create()的參數IEvent指明了想要處理的Socket事件，關心的事件被指定以后，這個Socket默認就被用作了異步方式。CAsyncSocket還創(chuàng)建了個CSoc ketWnd窗口對象，并使用WSAAsyncSelect()將這個SOCKET與該窗口對象關聯，以使該窗口對象處理來自Socket的事件(消息)，然而CSocket Wnd收到Socket事件之后，只是簡單地回調CAsyncSocket：：OnReceive()等虛函數。所以CAsyncSocket的派生類，只需在這些虛函數里添加發(fā)送和接收的代碼，除此外Create()函數還調用Bind()函數將Socket對象與指定的地址綁定。其函數原型為：
    BOOL CAsyncSocket：：Create(UINT nSocketPort=0，intnSocketType=SOCK_STREAM，long lEvent=FD_READ|FD_WRITE|FD_OOB|FD_ACC EPT|FD_CONNECT|FD_CLOSE，LPCTSTR lpszSocketAddress=NULL)；
    在重載函數中都有一個參數nErrorCode，為零則表示正常完成，非零則表示錯誤。通過int CAsyncSocket：：GetLastError()可以得到錯誤值。參數nSocketPort為使用的端口號，為零則表示由系統自動選擇，通常在客戶端都使用這個選擇。參數nSocketType為使用的協議族，SOCK_STREAM表明使用有連接的服務，SOCK_DGRAM表明使用無連接的數據報服務。參數lpszSocketAddress指定了IP地址，可以使用點分法表示如192．168．0．28，也可以使用默認值，此時函數將默認綁定本機IP地址。
2．2 CAsyncSocket類的異步選擇機制
    在網絡通訊中，由于網絡擁擠或數據量大的原因，數據的收發(fā)不能立刻完成，收發(fā)數據的函數因此不能返回，從而出現阻塞現象。Win Sock對有可能阻塞的函數提供了兩種處理方式：阻塞和非阻塞方式。在阻塞方式下，收發(fā)數據的函數在被調用后一直要到傳送完畢或者出錯才能返回。對于非阻塞方式，函數被調用后立即返回，傳送完成后由WinSock給程序發(fā)一個事先約定好的消息。使用Windows Sockets實現Windows網絡程序設計的關鍵就是它提供了對網絡事件基于消息的異步存取，用于注冊應用程序感興趣的網絡事件。Winsock過WSAAsyncse lect()動地設置套接字處于非阻塞方式，注冊一個或多個網絡事件。當被提名的網絡事件發(fā)生時，Windows應用程序的窗口函數將收到一個消息，消息附帶的參數指示被提名過的某一網絡事件。WSAAsyncSelect的原型如下：
    int PASCAL FAR WSAAsyncSelect(SOCTET s，HWND hWnd，unsignedint wMsg，long lEvent)它請求Windows Sockets DLL在檢測到套接字上發(fā)生的網絡事件時，向窗口hWnd發(fā)送一個消息。MFC在實現CAsyncSocket類時，定義了一個內部類CSocket Wnd，當使用Create函數產生Socket句柄時，就Attach這個Socket到一個窗口上，并且CAsyncSocket的DoCallBack函數為該窗口的回調函數。在此函數內根據不同的消息參數，響應各個網絡事件。
2．3 CAsyncSocket對網絡事件的響應
    在理解以上機制后，再了解一下CAsyncSocket的通信流程。
    CAsvncSocket在AsyncSelect函數中調用WSAAsyncselect函數注冊感興趣的網絡事件。這樣，當一個網絡事件發(fā)生時，經過MFC的消息循環(huán)，就可以由CAsyncSocket的DoCAllBack函數按事件的類型：FD_READ，FD_WRITE，FD_ACCEPT，FD_CONNECT和FD_CLOSE來分別調用OnReceive()，OnSend()，OnAccept()，OnConnect()和OnClose()函數。具體的對應關系如表1所示。

3 使用CAsyncSocket類的通訊流程
    在理解了上述的機制后，CAsyncSocket的通信流程：客戶方在使用CAsyncSocket：：Connect()時，往往返回一個WSAEWOULDBLOCK的錯誤，實際上這不應該算作一個錯誤，它是Socket的提醒，由于使用了非阻塞Socket方式，所以操作需要時間，不能瞬間建立。那么可以等待，等待連接成功，于是許多程序員就在調用Connect()之后，Sleep(0)，然后不停地用WSAGetLastError()或者CAsyncSocket：：GetLast Error()查看Socket返回的錯誤，直到返回成功為止。這是一種錯誤的做法，斷言不能達到預期目的。事實上，可以在Connect()調用之后等待CAsyncSocket：：OnConnect()事件被觸發(fā)。類似地，Send()如果返回WSAEWOULDBLOCK錯誤，在OnSend()處等待，Receive()如果返回WSAE WOULDBLOCK錯誤，則在OnReceive()處等待，具體的內部通信流程如圖2所示。

4 使用CAsyncSocket編程的程序框架
    在進行C／S編程之前，需在定義應用程序行為的文件030 303．cpp中的Initlnstance()函數里調用AfxSocketInit()函數來初始化Wind ows Sockets。
    (1)服務器端
    以public的方式從CAsyncSocket類派生新類CServerSock，并重載OnAccept、OnReceive、OnSend函數。
    函數重載完成后，在主窗口構造新的CServeSock對象，用來監(jiān)聽來自客戶機的連接，添加代碼如下：
    CServeSock m_ListenSock；／／m_ListenSock為監(jiān)聽套接字
    m_ListenSock．Create(m_Port，SOCK_STREAM，FD ACCEPT|FD_READ|FD_WRITE|FD_CLOSE)
    m_ListenSock→Listen(int nConnectionBacklog=5)；
    函數Send()的參數說明：
    nconnectionBacklog：等待連接的最大隊列長度。
    此時服務器開始監(jiān)聽來自客戶機的連接請求。
    (2)客戶機端
    以public的方式從CAsyncSocket類派生新類CClientSock，與服務器端類似，重載OnReceive()、OnSend()函數。
    已經搭建好使用CAsyncSocket類實現基于TCP協議的異步網絡通訊的框架，具體的應用程序可以在此基礎上進行豐富與修改。

5 結束語
    CAsyncSocket類為使用Socket提供了方便。建立Socket的WSAStartup過程和bind過程被簡化成為Create過程，IP地址類型轉換、主機名和IP地址轉換的過程中許多復雜的變量類型都被簡化成字符串和整數操作，特別是CAsyncSocket類的異步特點，完全可以替代繁瑣的線程操作。MFC提供了大量的類庫，若能靈活地使用，可大大提高編程效率。