網路IO模型-非同步選擇模型(Delphi版)

舞動的程式碼發表於2020-10-14
模型非同步

其實關於這個模型，網路上也有一個案例說明

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，微軟提供的WSAAsyncSelect模型就是這個意思。

非同步選擇（WSAAsyncSelect）模型是一個有用的非同步 I/O 模型。利用這個模型，應用程式可在一個套接字上，接收以 Windows 訊息為基礎的網路事件通知。具體的做法是在建好一個套接字後，呼叫WSAAsyncSelect函式。該模型的核心即是WSAAsyncSelect函式。

WSAAsyncSelect函式定義如下：

c++

int WSAAPI WSAAsyncSelect(
  SOCKET s,
  HWND   hWnd,
  u_int  wMsg,
  long   lEvent
);

delphi

function WSAAsyncSelect(s: TSocket; hWnd: HWND; wMsg: u_int; lEvent: Longint): Integer; stdcall;

引數說明

引數名 具體含義
s 指定的是我們感興趣的那個套接字。
hwnd 指定一個視窗控制程式碼，它對應於網路事件發生之後，想要收到通知訊息的那個視窗。
wMsg 指定在發生網路事件時，打算接收的訊息。該訊息會投遞到由hWnd視窗控制程式碼指定的那個視窗。
lEvent 指定一個位掩碼，對應於一系列網路事件的組合

注意事項

  • wMsg引數指定的訊息通常是我們自定義的訊息，應用程式需要將這個訊息設為比Windows的WM_USER大的一個值，避免網路視窗訊息與系統預定義的標準視窗訊息發生混淆與衝突。

  • lEvent引數指定的網路型別為：FD_READ、FD_WRITE、FD_ACCEPT、FD_CONNECT、FD_CLOSE等。當然，到底使用FD_ACCEPT，還是使用FD_CONNECT型別，要取決於應用程式的身份是客戶端，還是伺服器。如應用程式同時對多個網路事件有興趣，只需對各種型別執行一次簡單的按位OR（或）運算就OK。

Value Meaning
FD_READ 應用程式想要接收有關是否可讀的通知，以便讀入資料
FD_WRITE 應用程式想要接收有關是否可寫的通知，以便寫入資料
FD_ACCEPT 應用程式想接收與進入連線有關的通知
FD_CONNECT 應用程式想接收與一次連線完成的通知
FD_CLOSE 應用程式想接收與套接字關閉的通知

摘取MSDN說明的部分欄位，完整說明參閱：https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/api/winsock2/nf-winsock2-wsaasyncselect

  • 多個事件務必在套接字上一次註冊！另外還要注意的是，一旦在某個套接字上允許了事件通知，那麼以後除非明確呼叫closesocket命令，或者由應用程式針對那個套接字呼叫了WSAAsyncSelect，從而更改了註冊的網路事件型別，否則的話，事件通知會永遠有效！若將lEvent引數設為0，效果相當於停止在套接字上進行的所有網路事件通知

  • 若應用程式針對一個套接字呼叫了WSAAsyncSelect，那麼套接字的模式會從“阻塞”變成“非阻塞”。這樣以來，如果呼叫了像WSARecv這樣的Winsock函式，但當時卻並沒有資料可用，那麼必然會造成呼叫的失敗，並返回WSAEWOULDBLOCK錯誤。為防止這一點，應用程式應依賴於由WSAAsyncSelect的uMsg引數指定的使用者自定義視窗訊息，來判斷網路事件型別何時在套接字上發生；而不應盲目地進行呼叫。

應用程式在一個套接字上成功呼叫了WSAAsyncSelect之後，會在與hWnd視窗控制程式碼對應的視窗例程中，以Windows訊息的形式，接收網路事件通知。視窗例程通常定義如下：

LRESULT CALLBACK WindowProc(
    HWND hwnd,      //指定一個視窗的控制程式碼，對視窗例程的呼叫正是由那個視窗發出的。
    UINT uMsg,      //指定需要對哪些訊息進行處理。這裡我們感興趣的是WSAAsyncSelect呼叫中定義的訊息。
    WPARAM wParam,  //指定在其上面發生了一個網路事件的套接字。(假若同時為這個視窗例程分配了多個套接字，這個引數的重要性便顯示出來了。)
    LPARAM lParam   //包含了兩方面重要的資訊。其中， lParam的低字（低位字）指定了已經發生的網路事件，而lParam的高字（高位字）包含了可能出現的任何錯誤程式碼。
);

  • Delphi對這個函式的引數做了封裝，對應的結構體是TMessage，所以我們實際使用的只需要定義對應訊息的處理函式即可

  • 大家可以看出上面的文字說明很明顯是C++的，大部分內容我是摘抄自網路，Delphi版的我在網上沒找到啥有用資料

參考部落格：https://www.cnblogs.com/venow/archive/2012/06/09/2543053.html

程式碼實現

unit MainFrm;

interface

uses
  Winapi.Windows, Winapi.Messages, System.SysUtils, System.Variants,
  System.Classes, Vcl.Graphics,
  Vcl.Controls, Vcl.Forms, Vcl.Dialogs, Vcl.ComCtrls, Vcl.StdCtrls;

const
  MY_WM_SOCKET = WM_USER + 55;

type
  TForm1 = class(TForm)
    Button1: TButton;
    StatusBar1: TStatusBar;
    Memo1: TMemo;
    Button2: TButton;
    procedure Button1Click(Sender: TObject);
    procedure FormCreate(Sender: TObject);
  private
    { Private declarations }
    procedure WMSocket(var Msg: TMessage); message MY_WM_SOCKET;
  public
    { Public declarations }
  end;

var
  Form1: TForm1;

implementation

{$R *.dfm}

uses Winapi.WinSock2, ScktComp;

var
  WSAData: TWSAData;
  // 套接字物件，用於監聽
  ClientSocket, Server: TSocket;
  ServerRecord: sockaddr_in;

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
  // 初始化版本庫
  if WSAStartup(WINSOCK_VERSION, WSAData) <> ERROR_SUCCESS then
  begin

    WSACleanup;
    Self.StatusBar1.Panels[0].Text := '初始化失敗';
    Exit;
  end;

  // 初始化socket
  Server := socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP);
  // 建立失敗
  if Server = INVALID_SOCKET then
  begin
    closesocket(Server);
    WSACleanup;
    Self.StatusBar1.Panels[0].Text := '初始化socket失敗';
    Exit;
  end;

  // 指定IP、埠號和協議型別
  with ServerRecord do
  begin

    sin_family := PF_INET;
    sin_port := htons(10086);
    sin_addr.S_addr := inet_addr(PAnsiChar(AnsiString('127.0.0.1')));;
  end;

  // 繫結IP和埠號

  if bind(Server, TSockAddr(ServerRecord), SizeOf(ServerRecord)) = SOCKET_ERROR
  then
  begin
    closesocket(Server);
    WSACleanup;
    Self.StatusBar1.Panels[0].Text := '埠號被佔用';
    Exit;
  end;

  if listen(Server, SOMAXCONN) = SOCKET_ERROR then
  begin
    closesocket(Server);
    WSACleanup;
    Self.StatusBar1.Panels[0].Text := '監聽失敗';
    Exit;
  end;
  // 核心函式
  WSAAsyncSelect(Server, Self.Handle, MY_WM_SOCKET, FD_ACCEPT or FD_READ or
    FD_WRITE or FD_CLOSE);
  // 禁用按鈕
  Button1.Enabled := false;

end;

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
  if WSACleanup <> ERROR_SUCCESS then

    Self.StatusBar1.Panels[0].Text := '初始化失敗';

  if Server <> INVALID_SOCKET then

    closesocket(Server);
  Self.StatusBar1.Panels[0].Text := '網路庫初始化成功';
end;

// 當產生網路訊息的時候核心的處理函式
procedure TForm1.WMSocket(var Msg: TMessage);
begin
  if (Msg.Msg = MY_WM_SOCKET) then
    Self.StatusBar1.Panels[0].Text := '網路訊息';

  case WSAGetSelectEvent(Msg.LParam) of
    FD_ACCEPT:
      begin
        var
        AddSize := SizeOf(ServerRecord);

        ClientSocket := accept(Server, @ServerRecord, @AddSize);
        var
        CustomWinSocket := TCustomWinSocket.Create(ClientSocket);
        Form1.Memo1.Lines.Add('客戶端IP:' + CustomWinSocket.RemoteAddress);
      end;
    FD_READ:
      begin

      end;
    FD_WRITE:
      begin

      end;
  end;
end;

end.

客戶端程式碼不變，可以使用相同模型也可以不同模型

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