近年來，利用Internet進行網際間通訊,在WWW瀏 覽、FTP、Gopher這些常規服務，以及在網絡電話、多媒體會議等這些對實時性要求嚴格 的應用中成為研究的熱點，而且已經是必需的了。Windows環境下進行通訊程序設計的最基本方法是應用Windows Sockets實現進程間的通訊，為此微軟提供了大量基于Windows Sockets的通訊API，如WinSockAPI、WinInetAPI和ISAPI，并一直致力于開發更快、 更容易的通訊API，將其和MFC集成在一起以使通訊編程越來越容易。本實例重點介紹使用MFC的CSocket類編寫網絡通訊程序的方法，并通過使用CSocket類實現了網絡聊天程序。程序編譯運行后的界面效果如圖一所示：
一、實現方法
微軟的MFC把復雜的WinSock API函數封裝到類里，這使得編寫網絡應用程序更容易。CAsyncSocket類逐個封裝了WinSock API，為高級網絡程序員 提供了更加有力而靈活的方法。這個類基于程序員了解網絡通訊的假設，目的是為了在MFC中使用WinSock，程序員有責任處理諸如阻塞、字節順序和在Unicode與MBCS 間轉換字符的任務。為了給程序員提供更方便的接口以自動處理這些任務，MFC給出 了CSocket類，這個類是由CAsyncSocket類繼承下來的，它提供了比CAsyncSocket更高層的WinSock API接口。Csocket類和CsocketFile類可以與Carchive類一起合作來管理發送和接收的數據，這使管理數據收發更加便利。CSocket對象提供阻塞模式，這對于Carchive的同步操作是至關重要的。阻塞函數（如Receive()、Send()、ReceiveFrom()、SendTo() 和Accept()）直到操作完成后才返回控制權，因此如果需要低層控制和高效率，就使用CasyncSock類；如果需要方便，則可使用Csocket類。
一些網絡應用程序(如網絡電話、多媒體會議工具)對實時性要求非常強，要求能夠直接應用WinSock發送和接收數據。為了充分利用MFC 的優勢，首選方案應當是MFC中的CAsyncSocket類或CSocket類，這兩個類完全封裝了WinSock API，并提供更多的便利。本實例介紹應用這兩個類的編程模型，并引出相關的成員函數與一些概念的解釋。
CSocket類是由CAsyncSocket繼承而來的，事實上，在MFC中CAsyncSocket 逐個封裝了WinSock API，每個CAsyncSocket對象代表一個Windows Socket對象，使用CAsyncSocket 類要求程序員對網絡編程較為熟悉。相比起來，CSocket類是CAsyncSocket的派生類， 繼承了它封裝的WinSock API。
一個CSocket對象代表了一個比CAsyncSocket對象更高層次的Windows Socket的抽象，CSocket類與CSocketFile類和CArchive類一起工作來發送和接收數據，因此使用它更加容易使用。CSocket對象提供阻塞模式，因為阻塞功 能對于CArchive的同步操作是至關重要的。在這里有必要對阻塞的概念作一解釋： 一個socket可以處于"阻塞模式"或"非阻塞模式"，當一個套接字處于阻塞模式（即同步操作）時，它的阻塞函數直到操作完成才會返回控制權，之所以稱為阻塞是因為此套接字的阻塞函數在完成操作返回之前什么也不能做。如果一個socket處于非阻塞模式（即異步操作），則會被調用函數立即返回。在CAsyncSocket類中可以用GetLastError 成員函數查詢最后的錯誤，如果錯誤是WSAEWOULDBLOCK則說明有阻塞，而CSocket絕不會返回WSAEWOULDBLOCK，因為它自己管理阻塞。微軟建議盡量使用非阻塞模式，通過網絡事件的發生而通知應用程序進行相應的處理。但在CSocket類中，為了利用CArchive 處理通訊中的許多問題和簡化編程，它的一些成員函數總是具有阻塞性質的，這是因為CArchive類需要同步的操作。
在Win32環境下，如果要使用具有阻塞性質的套接字，應該放在獨立的工作線程中處理，利用多線程的方法使阻塞不至于干擾其他線程，也不會把CPU時間浪費在阻塞上。多線程的方法既可以使程序員享受CSocket帶 來的簡化編程的便利，也不會影響用戶界面對用戶的反應。
CAsyncSocket類編程模型
在一個MFC應用程序中，要想輕松處理多個網 絡協議，而又不犧牲靈活性時，可以考慮使用CAsyncSocket類，它的效率比CSocket 類要高。CAsyncSocket類針對字節流型套接字的編程模型簡述如下：
1、構造一個CAsyncSocket對象，并用這個 對象的Create成員函數產生一個Socket句柄。可以按如下兩種方法構造：
CAsyncSocket sock; //使用默認參數產生一個字節流套接字
Sock.Create(); |
或在指定端口號產生一個數據報套接字
CAsyncSocket*pSocket=newCAsyncSocket;
intnPort=27;
pSocket->Create(nPort,SOCK-DGRAM); |
第一種方法在棧上產生一個CAsyncSocket對象， 而第二種方法在堆上產生CAsyncSocket對象；第一種方法中Create（）成員函數用缺省參數產生一個字節流套接字，第二種方法中用Create（）成員函數在指定的端口產生一個數字報套接字。Create（）函數的原型為：
BOOL Create( UINT nSocketPort = 0, int nSocketType = SOCK_STREAM,
LPCTSTR lpszSocketAddress = NULL ); |
該函數的參數有： 1）端口，UINT類型。注意：如果是服務方，則使 用一個眾所周知的端口供服務方連接；如果是客戶方，典型做法是接受默認參數，使 套接字可以自主選擇一個可用端口；
2）socket 類型，可以是SOCK-STREAM（默認值，字節流）或SOCK-DGRAM（數據報）；
3）socket的地址，例如"ftp.gliet.edu.cn"或"202.193.64.33"。
2、如是客戶方程序，用CAsyncSocket∷Connect（）成員函數連接到服務方；如是服務方程序，用CAsyncSocket∷Listen（）成員函數開始 監聽，一旦收到連接請求，則調用CAsyncSocket∷Accept（）成員函數開始接收。注意：CAsyncSocket ∷Accept（）成員函數要用一個新的并且是空的CAsyncSocket對象作為它的參數，這里所說 的"空的"指的是這個新對象還沒有調用Create（）成員函數。
3、調用其他的CAsyncSocket類的Receive（）、ReceiveFrom（）、Send（）和SendTo（）等成員函數進行數據通信。
4、通訊結束后，銷毀CAsyncSocket對象。如果是在棧上產生的CAsyncSocket對象，則對象超出定義的范圍時自動被析構；如果是在堆上產生，也就是用了new這個操作符，則必須使用delete操作符銷毀CAsyncSocket 對象。
CSocket類編程模型
使用CSocket對象涉及CArchive和CSocketFile 類對象。以下介紹的針對字節流型套接字的操作步驟中，只有第3步對于客戶方和服務方操作是不同的，其他步驟都相同。
1、構造一個CSocket對象。
2、使用這個對象的Create（）成員函數產生一個socket對象。在客戶方程序中，除非需要數據報套接字，Create（）函數一般情況下應該使用默認參數。而對于服務方程序，必須在調用Create時指定一個端口。需要注意的是，Carchive類對象不能與數據報（UDP）套接字一起工作，因此對于數據報套接字，CAsyncSocket和CSocket 的使用方法是一樣的。
3、如果是客戶方套接字，則調用CAsyncSocket ∷Connect（）函數與服務方套接字連接；如果是服務方套接字，則調用CAsyncSocket∷Listen（）開始監聽來自客戶方的連接請求，收到連接請求后，調用CAsyncSocket∷Accept（）函數接受請求，建立連接。請注意Accept（）成員函數需要一個新的并且為空的CSocket對象作為它的參數，解釋同上。
4、產生一個CSocketFile對象，并把它與CSocket 對象關聯起來。
5、為接收和發送數據各產生一個CArchive 對象，把它們與CSocketFile對象關聯起來。切記CArchive是不能和數據報套接字一起工作的。
6、使用CArchive對象的Read（）、Write（）等函數在客戶與服務方傳送數據。
7、通訊完畢后，銷毀CArchive、CSocketFile和CSocket對象。
二、編程步驟
1、 啟動Visual C++6.0，生成一個基于對話框架的應用程序，將該程序命名為"Test"；
2、 按照圖一所示的效果圖設置對話框的界面；
3、 使用Class Wizard為應用程序的按鈕添加鼠標單擊消息響應函數；
4、 使用Class Wizard在應用程序中定義新類CNewSocket，其基類選擇為CSocket；
5、 添加代碼，編譯運行程序。
三、程序代碼
////////////////////////////////////////////////// NewSocket.h : header file
#if !defined(AFX_NEWSOCKET_H__8CE2ED73_1D56_11D3_9928_00A0C98F3E85__INCLUDED_)
#define AFX_NEWSOCKET_H__8CE2ED73_1D56_11D3_9928_00A0C98F3E85__INCLUDED_
#if _MSC_VER >= 1000
#pragma once
#endif // _MSC_VER >= 1000
class CTestDlg;
#include <afxsock.h>
class CNewSocket : public CSocket
{
// Attributes
public:
// Operations
public:
CNewSocket();
virtual ~CNewSocket();
// Overrides
public:
int m_Status;
void GetDlg(CTestDlg *dlg);
CTestDlg *m_dlg;
// ClassWizard generated virtual function overrides
//{{AFX_VIRTUAL(CNewSocket)
public:
virtual void OnAccept(int nErrorCode);
virtual void OnReceive(int nErrorCode);
virtual void OnClose(int nErrorCode);
//}}AFX_VIRTUAL
// Generated message map functions
//{{AFX_MSG(CNewSocket)
// NOTE - the ClassWizard will add and remove member functions here.
//}}AFX_MSG
// Implementation
protected:
};
#endif
//////////////////////////////////////////////////////// NewSocket.cpp : implementation file
#include "stdafx.h"
#include "Test.h"
#include "NewSocket.h"
#include "TestDlg.h"
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[] = __FILE__;
#endif
CNewSocket::CNewSocket()
{}
CNewSocket::~CNewSocket()
{}
#if 0
BEGIN_MESSAGE_MAP(CNewSocket, CSocket)
//{{AFX_MSG_MAP(CNewSocket)
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()
#endif // 0
void CNewSocket::OnAccept(int nErrorCode)
{
if (m_dlg->m_ClientSocket==NULL) m_dlg->OnAccept();
CSocket::OnAccept(nErrorCode);
}
void CNewSocket::OnReceive(int nErrorCode)
{
m_dlg->OnReceive();
CSocket::OnReceive(nErrorCode);
}
void CNewSocket::GetDlg(CTestDlg *dlg)
{
m_dlg=dlg;
}
void CNewSocket::OnClose(int nErrorCode)
{
m_dlg->OnClose();
CSocket::OnClose(nErrorCode);
}
///////////////////////////////////////////////////////////////// TestDlg.h : header file
#if !defined(AFX_TESTDLG_H__EDDDE196_1BF1_11D3_BE77_0000B454AEE4__INCLUDED_)
#define AFX_TESTDLG_H__EDDDE196_1BF1_11D3_BE77_0000B454AEE4__INCLUDED_
#if _MSC_VER >= 1000
#pragma once
#endif // _MSC_VER >= 1000
#include "NewSocket.h"
class CTestDlg : public CDialog
{
// Construction
public:
void SocketReset();
void OnClose();
void OnReceive();
void OnAccept();
CSocketFile *m_file;
CArchive *m_arOut;
CArchive *m_arIn;
CNewSocket* m_ServerSocket;
CNewSocket* m_ClientSocket;
CTestDlg(CWnd* pParent = NULL); // standard constructor
// Dialog Data
//{{AFX_DATA(CTestDlg)
enum { IDD = IDD_TEST_DIALOG };
CString m_Info;
CString m_Output;
CString m_Input;
CString m_Connect;
CString m_IPAddress;
UINT m_Port;
int m_Status;
//}}AFX_DATA
// ClassWizard generated virtual function overrides
//{{AFX_VIRTUAL(CTestDlg)
protected:
virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX); // DDX/DDV support
//}}AFX_VIRTUAL
// Implementation
protected:
HICON m_hIcon;
// Generated message map functions
//{{AFX_MSG(CTestDlg)
virtual BOOL OnInitDialog();
afx_msg void OnSysCommand(UINT nID, LPARAM lParam);
afx_msg void OnPaint();
afx_msg HCURSOR OnQueryDragIcon();
afx_msg void OnConnect();
afx_msg void OnDisconnect();
afx_msg void OnSend();
afx_msg void OnServerradio();
afx_msg void OnClientradio();
afx_msg void OnSendclear();
afx_msg void OnReceiveclear();
//}}AFX_MSG
DECLARE_MESSAGE_MAP()
};
#endif
//////////////////////////////////////////////////////////////// TestDlg.cpp : implementation file
#include "stdafx.h"
#include "Test.h"
#include "TestDlg.h"
#include <afxsock.h>
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[] = __FILE__;
#endif
class CAboutDlg : public CDialog
{
public:
CAboutDlg();
// Dialog Data
//{{AFX_DATA(CAboutDlg)
enum { IDD = IDD_ABOUTBOX };
//}}AFX_DATA
// ClassWizard generated virtual function overrides
//{{AFX_VIRTUAL(CAboutDlg)
protected:
virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX); // DDX/DDV support
//}}AFX_VIRTUAL
// Implementation
protected:
//{{AFX_MSG(CAboutDlg)
//}}AFX_MSG
DECLARE_MESSAGE_MAP()
};
CAboutDlg::CAboutDlg() : CDialog(CAboutDlg::IDD)
{
//{{AFX_DATA_INIT(CAboutDlg)
//}}AFX_DATA_INIT
}
void CAboutDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)
{
CDialog::DoDataExchange(pDX);
//{{AFX_DATA_MAP(CAboutDlg)
//}}AFX_DATA_MAP
}
BEGIN_MESSAGE_MAP(CAboutDlg, CDialog)
//{{AFX_MSG_MAP(CAboutDlg)
// No message handlers
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()
CTestDlg::CTestDlg(CWnd* pParent /*=NULL*/)
: CDialog(CTestDlg::IDD, pParent)
{
//{{AFX_DATA_INIT(CTestDlg)
m_Info = _T("");
m_Output = _T("");
m_Input = _T("");
m_Connect = _T("");
m_IPAddress = _T("");
m_Port = 0;
m_Status = -1;
//}}AFX_DATA_INIT
// Note that LoadIcon does not require a subsequent DestroyIcon in Win32
m_hIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINFRAME);
}
void CTestDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)
{
CDialog::DoDataExchange(pDX);
//{{AFX_DATA_MAP(CTestDlg)
DDX_Text(pDX, IDC_OUTPUTEDIT, m_Output);
DDX_Text(pDX, IDC_INPUTEDIT, m_Input);
DDX_Text(pDX, IDC_CONNECTEDIT, m_Connect);
DDX_Text(pDX, IDC_IPADDRESS, m_IPAddress);
DDV_MaxChars(pDX, m_IPAddress, 15);
DDX_Text(pDX, IDC_PORT, m_Port);
DDX_Radio(pDX, IDC_SERVERRADIO, m_Status);
//}}AFX_DATA_MAP
}
BEGIN_MESSAGE_MAP(CTestDlg, CDialog)
//{{AFX_MSG_MAP(CTestDlg)
ON_WM_SYSCOMMAND()
ON_WM_PAINT()
ON_WM_QUERYDRAGICON()
ON_BN_CLICKED(IDC_CONNECTBUTTON, OnConnect)
ON_BN_CLICKED(IDC_DISCONNECTBUTTON, OnDisconnect)
ON_BN_CLICKED(IDC_SENDBUTTON, OnSend)
ON_BN_CLICKED(IDC_SERVERRADIO, OnServerradio)
ON_BN_CLICKED(IDC_CLIENTRADIO, OnClientradio)
ON_BN_CLICKED(IDC_SENDCLEARBUTTON, OnSendclear)
ON_BN_CLICKED(IDC_RECEIVECLEARBUTTON, OnReceiveclear)
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()
BOOL CTestDlg::OnInitDialog()
{
CDialog::OnInitDialog();
// Add "About..." menu item to system menu.
// IDM_ABOUTBOX must be in the system command range.
ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX);
ASSERT(IDM_ABOUTBOX < 0xF000);
CMenu* pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE);
if (pSysMenu != NULL)
{
CString strAboutMenu;
strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX);
if (!strAboutMenu.IsEmpty())
{
pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR);
pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu);
}
}
// Set the icon for this dialog. The framework does this automatically
// when the application's main window is not a dialog
SetIcon(m_hIcon, TRUE); // Set big icon
SetIcon(m_hIcon, FALSE); // Set small icon
m_Status=-1;
m_ServerSocket=NULL;
m_ClientSocket=NULL;
m_arIn=NULL;
m_arOut=NULL;
m_file=NULL;
m_Connect="";
m_IPAddress="202.207.243.29";
m_Port=5000;
GetDlgItem(IDC_IPADDRESS)->EnableWindow(FALSE);
GetDlgItem(IDC_PORT)->EnableWindow(FALSE);
UpdateData(FALSE);
return TRUE; // return TRUE unless you set the focus to a control
}
void CTestDlg::OnSysCommand(UINT nID, LPARAM lParam)
{
if ((nID & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX)
{
CAboutDlg dlgAbout;
dlgAbout.DoModal();
}
else
{
CDialog::OnSysCommand(nID, lParam);
}
}
// If you add a minimize button to your dialog, you will need the code below
// to draw the icon. For MFC applications using the document/view model,
// this is automatically done for you by the framework.
void CTestDlg::OnPaint()
{
if (IsIconic())
{
CPaintDC dc(this); // device context for painting
SendMessage(WM_ICONERASEBKGND, (WPARAM) dc.GetSafeHdc(), 0);
// Center icon in client rectangle
int cxIcon = GetSystemMetrics(SM_CXICON);
int cyIcon = GetSystemMetrics(SM_CYICON);
CRect rect;
GetClientRect(&rect);
int x = (rect.Width() - cxIcon + 1) / 2;
int y = (rect.Height() - cyIcon + 1) / 2;
// Draw the icon
dc.DrawIcon(x, y, m_hIcon);
}
else
{
CDialog::OnPaint();
}
}
// The system calls this to obtain the cursor to display while the user drags
// the minimized window.
HCURSOR CTestDlg::OnQueryDragIcon()
{
return (HCURSOR) m_hIcon;
}
void CTestDlg::OnConnect()
{
CString msg;
UpdateData(TRUE);
if (m_Status==0 ) //server
{
if ( m_ServerSocket!=NULL)
{
m_Connect="Please disconnect!";
UpdateData(FALSE);
}
else
{
m_Connect="Waiting for Client...";
UpdateData(FALSE);
if(!AfxSocketInit())
{
MessageBox("WindowsSocket initial failed!","Send",MB_ICONSTOP);
return;
}
m_ServerSocket=new CNewSocket;
m_ServerSocket->m_Status=m_Status;
m_ServerSocket->GetDlg(this);
if(!m_ServerSocket->Create(m_Port))
MessageBox("SendSocket create failed!", "Send",MB_ICONSTOP);
else
{
m_ServerSocket->Listen();
}
}
}
else
{
if (m_Status==1)
{
if (m_ClientSocket!=NULL)
{
m_Connect="Please disconnect!";
UpdateData(FALSE);
}
else
{
m_Connect="Connect to the Server...";
UpdateData(FALSE);
if(!AfxSocketInit())
{
MessageBox("WindowsSocket initial failed!","Receive",MB_ICONSTOP);
return;
}
m_ClientSocket=new CNewSocket;
m_ClientSocket->GetDlg(this);
m_ClientSocket->m_Status=m_Status;
if(!m_ClientSocket->Create())
{
MessageBox("ReceiveSocket create failed!","Receive",MB_ICONSTOP);
return;
}
else
{
if (!m_ClientSocket->Connect(m_IPAddress,m_Port))
{
CString str=m_Connect;
SocketReset();
m_Connect=str;
m_Connect+="Error!";
UpdateData(FALSE);
}
else
{
m_Connect+="OK!";
m_file=new CSocketFile(m_ClientSocket);
m_arIn=new CArchive(m_file, CArchive::load);
m_arOut=new CArchive(m_file, CArchive::store);
}
UpdateData(FALSE);
}
}
}
}
if (m_Status==-1)
{
msg="Please choose the status!";
AfxMessageBox(msg);
}
}
void CTestDlg::OnSend()
{
if (m_arOut)
{
if (m_Status==0)
{
UpdateData(TRUE);
*m_arOut<<m_Output;
m_arOut->Flush();
}
else
{
UpdateData(TRUE);
*m_arOut<<m_Output;
m_arOut->Flush();
}
}
else AfxMessageBox("Not connected!");
}
void CTestDlg::OnAccept()
{
m_Connect+="OK!";
UpdateData(FALSE);
m_ClientSocket=new CNewSocket;
m_ClientSocket->GetDlg(this);
m_ServerSocket->Accept(*m_ClientSocket);
m_ClientSocket->m_Status=m_ServerSocket->m_Status;
m_file=new CSocketFile(m_ClientSocket);
m_arIn=new CArchive(m_file, CArchive::load);
m_arOut=new CArchive(m_file, CArchive::store);
}
void CTestDlg::OnReceive()
{
*m_arIn>>m_Input;
UpdateData(FALSE);
}
void CTestDlg::OnDisconnect()
{
if (m_arOut!=NULL)
{
SocketReset();
m_Connect="Disconnected!";
UpdateData(FALSE);
}
}
void CTestDlg::OnClose()
{
if (m_ClientSocket->m_Status==0) m_Connect="Client ";
else m_Connect="Server ";
m_Connect+="has disconnected!";
UpdateData(FALSE);
}
void CTestDlg::SocketReset()
{
if (m_arIn!=NULL)
{
delete m_arIn;
m_arIn=NULL;
}
if (m_arOut!=NULL)
{
delete m_arOut;
m_arOut=NULL;
}
if (m_file!=NULL)
{
delete m_file;
m_file=NULL;
}
if (m_ClientSocket!=NULL)
{
delete m_ClientSocket;
m_ClientSocket=NULL;
}
if (m_ServerSocket!=NULL)
{
delete m_ServerSocket;
m_ServerSocket=NULL;
}
m_Connect="";
UpdateData(FALSE);
}
void CTestDlg::OnServerradio()
{
UpdateData(TRUE);
GetDlgItem(IDC_IPADDRESS)->EnableWindow(FALSE);
GetDlgItem(IDC_PORT)->EnableWindow(TRUE);
UpdateData(FALSE);
}
void CTestDlg::OnClientradio()
{
UpdateData(TRUE);
GetDlgItem(IDC_IPADDRESS)->EnableWindow(TRUE);
GetDlgItem(IDC_PORT)->EnableWindow(TRUE);
UpdateData(FALSE);
}
void CTestDlg::OnSendclear()
{
m_Output="";
UpdateData(FALSE);
}
void CTestDlg::OnReceiveclear()
{
m_Input="";
UpdateData(FALSE);
} |
四、小結
本實例介紹了CAsyncSocket、CSocket類，并通過使用CSocket類實現了網絡聊天程序。讀者朋友還可以通過MFC CArchive 對象進行信息的接發操作，使得網絡傳輸如同使用MFC的文檔連載協議(Serialization protocol)，簡捷易用。