《对话框》之《SOCKET类的设计和实现》

14. SOCKET类的设计和实现 1. WinSock基本知识 这里不打算系统地介绍socket或者WinSock的知识。首先介绍WinSock API函数，讲解阻塞/非阻塞的概念；然后介绍socket的使用。 1. WinSock API Socket接口是网络编程（通常是TCP/IP协议，也可以是其他协议）的API。最早的Socket接口是Berkeley接口，在Unxi操作系统中实现。WinSock也是一个基于Socket模型的API，在Microsoft Windows操作系统类中使用。它在Berkeley接口函数的基础之上，还增加了基于消息驱动机制的Windows扩展函数。Winscok1.1只支持TCP/IP网络，WinSock2.0增加了对更多协议的支持。这里，讨论TCP/IP网络上的API。 Socket接口包括三类函数： 在本文中，我们将深入探讨如何设计和实现一个基于WinSock的SOCKET类，以及相关的网络编程概念。我们了解到WinSock（Windows Sockets）是一个在Microsoft Windows操作系统中实现的网络编程API，它基于Berkeley Socket接口，并且进行了扩展以适应Windows的消息驱动机制。 WinSock API由三类函数组成： 1. **Berkeley Socket函数**：这是网络I/O的核心，包括如accept、connect、recv、send等用于建立连接、接收和发送数据的函数，以及bind、getsocketopt等本地端处理函数。这些函数分为两类，一类涉及网络I/O，另一类则不涉及，主要进行本地配置。 2. **Internet信息数据库函数**：用于查询域名、通信服务和协议等信息，如gethostbyaddr、getprotobyname等。这些函数通常在处理远程主机信息时使用，早期版本为阻塞的，但WinSock提供了异步版本以避免阻塞。 3. **Windows扩展函数**：如WSAAsynSelect，这是一个异步选择函数，允许程序在特定网络事件发生时接收通知，而不会阻塞主线程。 在WinSock中，函数可以是阻塞或非阻塞的。默认情况下，创建的socket是阻塞的，这意味着在完成特定操作（如接收数据）之前，程序会暂停执行。为了将socket设置为非阻塞模式，可以使用select或WSAAsyncSelect函数。WSAAsyncSelect允许指定一个窗口句柄，当特定网络事件发生时，它会向该窗口发送消息，提供了一种异步处理网络事件的方式。 例如，如果我们用WSAAsyncSelect设置一个socket来监听FD_READ事件，那么当socket准备好读取数据时，程序会接收到消息，从而可以在不阻塞其他操作的情况下处理数据接收。 在设计和实现SOCKET类时，我们需要考虑以下关键点： 1. **初始化和配置**：在类的构造函数中，初始化WinSock库并创建socket，可以设定是否为阻塞模式。 2. **连接和监听**：提供方法来建立连接（connect）和接受连接（accept）。 3. **数据传输**：实现read和write方法，可能需要处理阻塞和非阻塞的情况。 4. **错误处理**：封装WSAGetLastError等函数，提供方便的错误信息获取。 5. **状态管理**：跟踪socket的状态，如是否已连接、是否关闭等。 6. **异步事件处理**：利用WSAAsyncSelect等函数，实现异步事件的通知机制。 通过这样的设计，我们可以创建一个强大且灵活的SOCKET类，既能处理基本的TCP/IP通信，又能适应复杂的异步网络应用需求。同时，这个类还可以扩展以支持更多的功能，比如SSL/TLS加密、多线程或异步I/O等，以满足不同类型的网络服务和应用程序的需要。