孙鑫C教程第十六讲线程同步与异步套接字编程.ppt

线程同步与异步套接线程同步与异步套接字编程字编程主讲人：孙鑫http://www.sunxin.org事件对象事件对象n n事件对象也属于内核对象，包含一个使用计数，事件对象也属于内核对象，包含一个使用计数，一个用于指明该事件是一个自动重置的事件还是一个用于指明该事件是一个自动重置的事件还是一个人工重置的事件的布尔值，另一个用于指明一个人工重置的事件的布尔值，另一个用于指明该事件处于已通知状态还是未通知状态的布尔值该事件处于已通知状态还是未通知状态的布尔值n n有两种不同类型的事件对象一种是人工重置的有两种不同类型的事件对象一种是人工重置的事件，另一种是自动重置的事件当人工重置的事件，另一种是自动重置的事件当人工重置的事件得到通知时，等待该事件的所有线程均变为事件得到通知时，等待该事件的所有线程均变为可调度线程当一个自动重置的事件得到通知时，可调度线程当一个自动重置的事件得到通知时，等待该事件的线程中只有一个线程变为可调度线等待该事件的线程中只有一个线程变为可调度线程http://www.sunxin.org关键代码段关键代码段n n关键代码段(临界区)工作在用户方式下n n关键代码段(临界区)是指一个小代码段，在代码能够执行前，它必须独占对某些资源的访问权。

http://www.sunxin.org线程死锁线程死锁n n哲学家进餐的问题n n线程1拥有了临界区对象A，等待临界区对象B的拥有权，线程2拥有了临界区对象B，等待临界区对象A的拥有权，就造成了死锁http://www.sunxin.org互斥对象、事件对象与关键代码段互斥对象、事件对象与关键代码段的比较的比较n n互斥对象和事件对象属于内核对象，利用内核对象进行线程同步，速度较慢，但利用互斥对象和事件对象这样的内核对象，可以在多个进程中的各个线程间进行同步n n关键代码段是工作在用户方式下，同步速度较快，但在使用关键代码段时，很容易进入死锁状态，因为在等待进入关键代码段时无法设定超时值http://www.sunxin.org推荐书目推荐书目《 Windows核心编程》机械工业出版社http://www.sunxin.org基于消息的异步套接字基于消息的异步套接字n nWindowsWindows套接字在两种模式下执行套接字在两种模式下执行I/OI/O操作，阻塞和非阻塞操作，阻塞和非阻塞在阻塞模式下，在在阻塞模式下，在I/OI/O操作完成前，执行操作的操作完成前，执行操作的WinsockWinsock函函数会一直等待下去，不会立即返回程序数会一直等待下去，不会立即返回程序( (将控制权交还给将控制权交还给程序程序) )。

而在非阻塞模式下，而在非阻塞模式下，WinsockWinsock函数无论如何都会立函数无论如何都会立即返回n nWindows SocketsWindows Sockets为了支持为了支持WindowsWindows消息驱动机制，使应用消息驱动机制，使应用程序开发者能够方便地处理网络通信，它对网络事件采用程序开发者能够方便地处理网络通信，它对网络事件采用了基于消息的异步存取策略了基于消息的异步存取策略n nWindows SocketsWindows Sockets的异步选择函数的异步选择函数WSAAsyncSelectWSAAsyncSelect() ()提供了消提供了消息机制的网络事件选择，当使用它登记的网络事件发生时，息机制的网络事件选择，当使用它登记的网络事件发生时，WindowsWindows应用程序相应的窗口函数将收到一个消息，消息应用程序相应的窗口函数将收到一个消息，消息中指示了发生的网络事件，以及与事件相关的一些信息中指示了发生的网络事件，以及与事件相关的一些信息相关函数说明相关函数说明 intint WSAEnumProtocolsWSAEnumProtocols( LPINT ( LPINT lpiProtocolslpiProtocols, , LPWSAPROTOCOL_INFO LPWSAPROTOCOL_INFO lpProtocolBufferlpProtocolBuffer, , ILPDWORD ILPDWORD lpdwBufferLengthlpdwBufferLength ); );n nWin32Win32平台支持多种不同的网络协议，采用平台支持多种不同的网络协议，采用Winsock2Winsock2，就可以编写可，就可以编写可直接使用任何一种协议的网络应用程序了。

通过直接使用任何一种协议的网络应用程序了通过WSAEnumProtocolsWSAEnumProtocols函函数可以获得系统中安装的网络协议的相关信息数可以获得系统中安装的网络协议的相关信息n nlpiProtocolslpiProtocols，，一个以一个以NULLNULL结尾的协议标识号数组这个参数是可选的，结尾的协议标识号数组这个参数是可选的，如果如果lpiProtocolslpiProtocols为为NULLNULL，则返回所有可用协议的信息，否则，只返回，则返回所有可用协议的信息，否则，只返回数组中列出的协议信息数组中列出的协议信息n nlpProtocolBufferlpProtocolBuffer，，[out][out]，，一个用一个用WSAPROTOCOL_INFOWSAPROTOCOL_INFO结构体填充的缓结构体填充的缓冲区 WSAPROTOCOL_INFOWSAPROTOCOL_INFO结构体用来存放或得到一个指定协议结构体用来存放或得到一个指定协议的完整信息的完整信息n nlpdwBufferLengthlpdwBufferLength，，[in, out][in, out]，，在输入时，指定传递给在输入时，指定传递给WSAEnumProtocolsWSAEnumProtocols() ()函数的函数的lpProtocolBufferlpProtocolBuffer缓冲区的长度；在输出时，存有获取所有请求信缓冲区的长度；在输出时，存有获取所有请求信息需传递给息需传递给WSAEnumProtocolsWSAEnumProtocols () ()函数的最小缓冲区长度。

这个函数函数的最小缓冲区长度这个函数不能重复调用，传入的缓冲区必须足够大以便能存放所有的元素这不能重复调用，传入的缓冲区必须足够大以便能存放所有的元素这个规定降低了该函数的复杂度，并且由于一个个规定降低了该函数的复杂度，并且由于一个 机器上装载的协议数目机器上装载的协议数目往往是很少的，所以并不会产生问题往往是很少的，所以并不会产生问题相关函数说明相关函数说明 SOCKET SOCKET WSASocketWSASocket( ( intint af af, , intint typetype, , intint protocolprotocol, , LPWSAPROTOCOL_INFO LPWSAPROTOCOL_INFO lpProtocolInfolpProtocolInfo, , GROUP GROUP g g, , DWORD DWORD dwFlagsdwFlags ); );n n前三个参数和前三个参数和前三个参数和前三个参数和socket()socket()函数的前三个参数含义一样函数的前三个参数含义一样函数的前三个参数含义一样函数的前三个参数含义一样。

n nlpProtocolInfolpProtocolInfo，，一个指向一个指向WSAPROTOCOL_INFOWSAPROTOCOL_INFO结构体的指结构体的指针，该结构定义了所创建的套接字的特性如果针，该结构定义了所创建的套接字的特性如果lpProtocolInfolpProtocolInfo为为NULLNULL，则，则WinSock2 DLLWinSock2 DLL使用前三个参数来使用前三个参数来决定使用哪一个服务提供者，它选择能够支持规定的地址决定使用哪一个服务提供者，它选择能够支持规定的地址族、套接字类型和协议值的第一个传输提供者如果族、套接字类型和协议值的第一个传输提供者如果lpProtocolInfolpProtocolInfo不为不为NULLNULL，则套接字绑定到与指定的结构，则套接字绑定到与指定的结构WSAPROTOCOL_INFOWSAPROTOCOL_INFO相关的提供者相关的提供者n ng g，，保留的n ndwFlagsdwFlags，，套接字属性的描述套接字属性的描述相关函数说明相关函数说明 intint WSARecvFromWSARecvFrom( SOCKET ( SOCKET s s, , LPWSABUF LPWSABUF lpBufferslpBuffers, , DWORD DWORD dwBufferCountdwBufferCount, , LPDWORD LPDWORD lpNumberOfBytesRecvdlpNumberOfBytesRecvd, , LPDWORDLPDWORD lpFlagslpFlags, , structstruct sockaddrsockaddr FAR FAR * *lpFromlpFrom, , LPINT LPINT lpFromlenlpFromlen, , LPWSAOVERLAPPED LPWSAOVERLAPPED lpOverlappedlpOverlapped, , LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE lpCompletionRoutinelpCompletionRoutine ); ); n ns s，，标识套接字的描述符。

标识套接字的描述符n nlpBufferslpBuffers，，[in, out][in, out]，，一个指向一个指向WSABUFWSABUF结构体的指针每一个结构体的指针每一个WSABUFWSABUF结构体结构体包含一个缓冲区的指针和缓冲区的长度包含一个缓冲区的指针和缓冲区的长度n ndwBufferCountdwBufferCount，， lpBufferslpBuffers数组中数组中WSABUFWSABUF结构体的数目结构体的数目n nlpNumberOfBytesRecvdlpNumberOfBytesRecvd，，[out][out]，，如果接收操作立即完成，则为一个指向本次调用如果接收操作立即完成，则为一个指向本次调用所接收的字节数的指针所接收的字节数的指针n nlpFlagslpFlags，，[in, out][in, out]，，一个指向标志位的指针一个指向标志位的指针n nlpFromlpFrom，，[out][out]，，可选指针，指向重叠操作完成后存放源地址的缓冲区可选指针，指向重叠操作完成后存放源地址的缓冲区n nlpFromlenlpFromlen，，[in, out][in, out]，，指向指向fromfrom缓冲区大小的指针，仅当指定了缓冲区大小的指针，仅当指定了lpFromlpFrom才需要。

才需要n nlpOverlappedlpOverlapped，，一个指向一个指向WSAOVERLAPPEDWSAOVERLAPPED结构体的指针结构体的指针( (对于非重叠套接字则对于非重叠套接字则忽略忽略) )n nlpCompletionRoutinelpCompletionRoutine，，一个指向接收操作完成时调用的完成例程的指针一个指向接收操作完成时调用的完成例程的指针( (对于非重对于非重叠套接字则忽略叠套接字则忽略) )相关函数说明相关函数说明 intint WSASendToWSASendTo( SOCKET ( SOCKET s s, , LPWSABUFLPWSABUF lpBufferslpBuffers, , DWORD DWORD dwBufferCountdwBufferCount, , LPDWORD LPDWORD lpNumberOfBytesSentlpNumberOfBytesSent, , DWORD DWORD dwFlagsdwFlags, , const const structstruct sockaddrsockaddr FAR FAR * *lpTolpTo, , intint iToLeniToLen, , LPWSAOVERLAPPED LPWSAOVERLAPPED lpOverlappedlpOverlapped, , LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINELPWSAOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE lpCompletionRoutinelpCompletionRoutine ); );n ns s，，标识一个套接字标识一个套接字( (可能已连接可能已连接) )的描述符。

的描述符n nlpBufferslpBuffers，，一个指向一个指向WSABUFWSABUF结构体的指针每一个结构体的指针每一个WSABUFWSABUF结构体包含一个结构体包含一个缓冲区的指针和缓冲区的长度缓冲区的指针和缓冲区的长度n ndwBufferCountdwBufferCount，， lpBufferslpBuffers数组中数组中WSABUFWSABUF结构体的数目结构体的数目n nlpNumberOfBytesSentlpNumberOfBytesSent，，[out][out]，，如果发送操作立即完成，则为一个指向本次调用如果发送操作立即完成，则为一个指向本次调用所发送的字节数的指针所发送的字节数的指针n ndwFlagsdwFlags，，指示影响操作行为的标志位指示影响操作行为的标志位n nlpTolpTo，，可选指针，指向目标套接字的地址可选指针，指向目标套接字的地址n niToLeniToLen，，lpTolpTo中地址的长度中地址的长度n nlpOverlappedlpOverlapped，，一个指向一个指向WSAOVERLAPPEDWSAOVERLAPPED结构的指针结构的指针( (对于非重叠套接字则忽对于非重叠套接字则忽略略) )。

n nl lpCompletionRoutinepCompletionRoutine，，一个指向接收操作完成时调用的完成例程的指针一个指向接收操作完成时调用的完成例程的指针( (对于非重对于非重叠套接字则忽略叠套接字则忽略) )。