Socket編程指南及示例程序
Posted on 2007-11-01 23:20 wxb_nudt 閱讀(7530) 評(píng)論(14) 編輯 收藏 所屬分類: 技術(shù)雜談 、實(shí)用編程技術(shù)
例子代碼就在我的博客中，包括六個(gè)UDP和TCP發(fā)送接受的cpp文件，一個(gè)基于MFC的局域網(wǎng)聊天小工具工程，和此小工具的所有運(yùn)行時(shí)庫、資源和執(zhí)行程序。代碼的壓縮包位置是http://www.blogjava.net/Files/wxb_nudt/socket_src.rar。
1 前言
在一些常用的編程技術(shù)中，Socket網(wǎng)絡(luò)編程可以說是最簡單的一種。而且Socket編程需要的基礎(chǔ)知識(shí)很少，適合初學(xué)者學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)編程。目前支持網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)募夹g(shù)、語言和工具繁多，但是大部分都是基于Socket開發(fā)的，雖說這些“高級(jí)”的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)屏蔽了大部分底層實(shí)現(xiàn)，號(hào)稱能極大程度的簡化開發(fā)，而事實(shí)上如果你沒有一點(diǎn)Socket基礎(chǔ)，要理解和應(yīng)用這些技術(shù)還是很困難的，而且會(huì)讓你成為“半瓢水”。
深有感觸的是當(dāng)年我學(xué)習(xí)CORBA的時(shí)候，由于當(dāng)時(shí)各方面的基礎(chǔ)薄弱，整整啃了半年書，最終還是一頭霧水。如果現(xiàn)在讓我?guī)б粋€(gè)人學(xué)CORBA，我一定會(huì)安排好順序：首先弄清C++語法；然后是VC編譯環(huán)境或者nmake的用法；接下來學(xué)習(xí)一些網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)；然后是Socket編程；這些大概要花費(fèi)3、4個(gè)月。有了這些基礎(chǔ)學(xué)習(xí)CORBA一周即可弄懂，兩個(gè)月就可以基于CORBA進(jìn)行開發(fā)了。
好了，說了半天其實(shí)中心思想就一個(gè)，Socket很簡單，很好學(xué)！如果你會(huì)C++或者JAVA，又懂一點(diǎn)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)如TCP和UDP的機(jī)制，那么你看完本文就可以熟練進(jìn)行Socket開發(fā)了。
2 Socket簡介（全文摘抄）
（本節(jié)內(nèi)容全部抄自網(wǎng)絡(luò)，不保證正確性，有興趣的可以看看?。?/span>
80年代初，美國政府的高級(jí)研究工程機(jī)構(gòu)（ARPA）給加利福尼亞大學(xué)Berkeley分校提供了資金，讓他們在UNIX操作系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議。在這個(gè)項(xiàng)目中，研究人員為TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信開發(fā)了一個(gè)API（應(yīng)用程序接口）。這個(gè)API稱為Socket接口（套接字）。今天，SOCKET接口是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)最為通用的API，也是在INTERNET上進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)最為通用的API。
90年代初，由Microsoft聯(lián)合了其他幾家公司共同制定了一套WINDOWS下的網(wǎng)絡(luò)編程接口，即WindowsSockets規(guī)范。它是BerkeleySockets的重要擴(kuò)充，主要是增加了一些異步函數(shù)，并增加了符合Windows消息驅(qū)動(dòng)特性的網(wǎng)絡(luò)事件異步選擇機(jī)制。WINDOWSSOCKETS規(guī)范是一套開放的、支持多種協(xié)議的Windows下的網(wǎng)絡(luò)編程接口。從1991年的1.0版到1995年的2.0.8版，經(jīng)過不斷完善并在Intel、Microsoft、Sun、SGI、Informix、Novell等公司的全力支持下，已成為Windows網(wǎng)絡(luò)編程的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。目前，在實(shí)際應(yīng)用中的WINDOWSSOKCETS規(guī)范主要有1.1版和2.0版。兩者的最重要區(qū)別是1.1版只支持TCP/IP協(xié)議，而2.0版可以支持多協(xié)議。2.0版有良好的向后兼容性，任何使用1.1版的源代碼，二進(jìn)制文件，應(yīng)用程序都可以不加修改地在2.0規(guī)范下使用。
SOCKET實(shí)際在計(jì)算機(jī)中提供了一個(gè)通信端口，可以通過這個(gè)端口與任何一個(gè)具有SOCKET接口的計(jì)算機(jī)通信。應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，接收的信息都通過這個(gè)SOCKET接口來實(shí)現(xiàn)。在應(yīng)用開發(fā)中就像使用文件句柄一樣，可以對SOCKET句柄進(jìn)行讀，寫操作。
3 再說兩句
網(wǎng)上很多文章對于Socket的來龍去脈有如教科書一般的精準(zhǔn)。但是涉及具體編程技術(shù)就往往被VC等集成開發(fā)環(huán)境所毒害了，把Windows SDK、MFC、Socket、多線程、DLL以及編譯鏈接等等技術(shù)攪合在一起煮成一鍋夾生飯。
既然要學(xué)習(xí)Socket，就應(yīng)該用最簡單直白的方式把Socket的幾個(gè)使用要點(diǎn)講出來。我認(rèn)為程序員最關(guān)心的有以下幾點(diǎn)，按照優(yōu)先級(jí)排列如下：
1. Socket的機(jī)制是什么？
2. 用C/C++寫Socket需要什么頭文件、庫文件、DLL，它們可以由誰提供，安裝后一般處于系統(tǒng)的哪個(gè)文件夾內(nèi)？
3. 編寫Socket程序需要的編程基礎(chǔ)是什么？
4. Socket庫內(nèi)最重要的幾個(gè)函數(shù)和數(shù)據(jù)類型是什么？
5. 兩個(gè)最簡單的例子程序；
6. 一個(gè)貼近應(yīng)用的稍微復(fù)雜的Socket應(yīng)用程序。
我將一一講述這些要點(diǎn)，并給出從簡到繁，從樸素到花哨的所有源代碼以及編譯鏈接的命令。
4 Socket的機(jī)制是什么？
我們可以簡單的把Socket理解為一個(gè)可以連通網(wǎng)絡(luò)上不同計(jì)算機(jī)程序之間的管道，把一堆數(shù)據(jù)從管道的A端扔進(jìn)去，則會(huì)從管道的B端（也許同時(shí)還可以從C、D、E、F……端冒出來）。管道的端口由兩個(gè)因素來唯一確認(rèn)，即機(jī)器的IP地址和程序所使用的端口號(hào)。IP地址的含義所有人都知道，所謂端口號(hào)就是程序員指定的一個(gè)數(shù)字，許多著名的木馬程序成天在網(wǎng)絡(luò)上掃描不同的端口號(hào)就是為了獲取一個(gè)可以連通的端口從而進(jìn)行破壞。比較著名的端口號(hào)有http的80端口和ftp的21端口（我記錯(cuò)了么？）。當(dāng)然，建議大家自己寫程序不要使用太小的端口號(hào)，它們一般被系統(tǒng)占用了，也不要使用一些著名的端口，一般來說使用1000~5000之內(nèi)的端口比較好。
Socket可以支持?jǐn)?shù)據(jù)的發(fā)送和接收，它會(huì)定義一種稱為套接字的變量，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)首先創(chuàng)建套接字，然后使用該套接字的sendto等方法對準(zhǔn)某個(gè)IP/端口進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送；接收端也首先創(chuàng)建套接字，然后將該套接字綁定到一個(gè)IP/端口上，所有發(fā)向此端口的數(shù)據(jù)會(huì)被該套接字的recv等函數(shù)讀出。如同讀出文件中的數(shù)據(jù)一樣。
5 所需的頭文件、庫文件和DLL
對于目前使用最廣泛的Windows Socket2.0版本，所需的一些文件如下（以安裝了VC6為例說明其物理位置）：
l 頭文件winsock2.h，通常處于C:"Program Files"Microsoft Visual Studio"VC98"INCLUDE；查看該頭文件可知其中又包含了windows.h和pshpack4.h頭文件，因此在windows中的一些常用API都可以使用；
l 庫文件Ws2_32.lib，通常處于C:"Program Files"Microsoft Visual Studio"VC98"Lib；
l DLL文件Ws2_32.dll，通常處于C:"WINDOWS"system32，這個(gè)是可以猜到的。
6 編寫Socket程序需要的編程基礎(chǔ)
在開始編寫Socket程序之前，需要以下編程基礎(chǔ)：
l C++語法；
l 一點(diǎn)點(diǎn)windows SDK的基礎(chǔ)，了解一些SDK的數(shù)據(jù)類型與API的調(diào)用方式；
l 一點(diǎn)點(diǎn)編譯、鏈接和執(zhí)行的技術(shù)；知道cl和link的最常用用法即可。
7 UDP
用最通俗的話講，所謂UDP，就是發(fā)送出去就不管的一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。因此UDP編程的發(fā)送端只管發(fā)送就可以了，不用檢查網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)。下面用例子來說明怎樣編寫UDP，并會(huì)詳細(xì)解釋每個(gè)API和數(shù)據(jù)類型。
7.1 UDP廣播發(fā)送程序
下面是一個(gè)用UDP發(fā)送廣播報(bào)文的例子。
#include <winsock2.h>
#include <iostream.h>
void main()
{
SOCKET sock; //socket套接字
char szMsg[] = "this is a UDP test package";//被發(fā)送的字段
//1.啟動(dòng)SOCKET庫，版本為2.0
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
int err;
wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 0 );
err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );
if ( 0 != err ) //檢查Socket初始化是否成功
{
cout<<"Socket2.0初始化失敗，Exit!";
return;
}
//檢查Socket庫的版本是否為2.0
if (LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 || HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 0 )
{
WSACleanup( );
return;
}
//2.創(chuàng)建socket，
sock = socket(
AF_INET, //internetwork: UDP, TCP, etc
SOCK_DGRAM, //SOCK_DGRAM說明是UDP類型
0 //protocol
);
if (INVALID_SOCKET == sock ) {
cout<<"Socket 創(chuàng)建失敗，Exit!";
return;
}
//3.設(shè)置該套接字為廣播類型，
bool opt = true;
setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, reinterpret_cast<char FAR *>(&opt), sizeof(opt));
//4.設(shè)置發(fā)往的地址
sockaddr_in addrto; //發(fā)往的地址
memset(&addrto,0,sizeof(addrto));
addrto.sin_family = AF_INET; //地址類型為internetwork
addrto.sin_addr.s_addr = INADDR_BROADCAST; //設(shè)置ip為廣播地址
addrto.sin_port = htons(7861); //端口號(hào)為7861
int nlen=sizeof(addrto);
unsigned int uIndex = 1;
while(true)
{
Sleep(1000); //程序休眠一秒
//向廣播地址發(fā)送消息
if( sendto(sock, szMsg, strlen(szMsg), 0, (sockaddr*)&addrto,nlen)
== SOCKET_ERROR )
cout<<WSAGetLastError()<<endl;
else
cout<<uIndex++<<":an UDP package is sended."<<endl;
}
if (!closesocket(sock)) //關(guān)閉套接字
{
WSAGetLastError();
return;
}
if (!WSACleanup()) //關(guān)閉Socket庫
{
WSAGetLastError();
return;
}
}
編譯命令：
CL /c UDP_Send_Broadcast.cpp
鏈接命令（注意如果找不到該庫，則要在后面的/LIBPATH參數(shù)后加上庫的路徑）：
link UDP_Send_Broadcast.obj ws2_32.lib
執(zhí)行命令：
D:"Code"成品代碼"Socket"socket_src>UDP_Send_Broadcast.exe
1:an UDP package is sended.
2:an UDP package is sended.
3:an UDP package is sended.
4:an UDP package is sended.
^C
下面一一解釋代碼中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)類型與API函數(shù)。有耐心的可以仔細(xì)看看，沒耐心的依葫蘆畫瓢也可以寫程序了。
7.2 SOCKET類型
SOCKET是socket套接字類型，在WINSOCK2.H中有如下定義：
typedef unsigned int u_int;
typedef u_int SOCKET;
可知套接字實(shí)際上就是一個(gè)無符號(hào)整型，它將被Socket環(huán)境管理和使用。套接字將被創(chuàng)建、設(shè)置、用來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，最后會(huì)被關(guān)閉。
7.3 WORD類型、MAKEWORD、LOBYTE和HIBYTE宏
WORD類型是一個(gè)16位的無符號(hào)整型，在WTYPES.H中被定義為：
typedef unsigned short WORD;
其目的是提供兩個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)，在Socket中這兩個(gè)字節(jié)可以表示主版本號(hào)和副版本號(hào)。使用MAKEWORD宏可以給一個(gè)WORD類型賦值。例如要表示主版本號(hào)2，副版本號(hào)0，可以使用以下代碼：
WORD wVersionRequested;
wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 0 );
注意低位內(nèi)存存儲(chǔ)主版本號(hào)2，高位內(nèi)存存儲(chǔ)副版本號(hào)0，其值為0x0002。使用宏LOBYTE可以讀取WORD的低位字節(jié)，HIBYTE可以讀取高位字節(jié)。
7.4 WSADATA類型和LPWSADATA類型
WSADATA類型是一個(gè)結(jié)構(gòu)，描述了Socket庫的一些相關(guān)信息，其結(jié)構(gòu)定義如下：
typedef struct WSAData {
WORD wVersion;
WORD wHighVersion;
char szDescription[WSADESCRIPTION_LEN+1];
char szSystemStatus[WSASYS_STATUS_LEN+1];
unsigned short iMaxSockets;
unsigned short iMaxUdpDg;
char FAR * lpVendorInfo;
} WSADATA;
typedef WSADATA FAR *LPWSADATA;
值得注意的就是wVersion字段，存儲(chǔ)了Socket的版本類型。LPWSADATA是WSADATA的指針類型。它們不用程序員手動(dòng)填寫，而是通過Socket的初始化函數(shù)WSAStartup讀取出來。
7.5 WSAStartup函數(shù)
WSAStartup函數(shù)被用來初始化Socket環(huán)境，它的定義如下：
int PASCAL FAR WSAStartup(WORD wVersionRequired, LPWSADATA lpWSAData);
其返回值為整型，調(diào)用方式為PASCAL（即標(biāo)準(zhǔn)類型，PASCAL等于__stdcall），參數(shù)有兩個(gè)，第一個(gè)參數(shù)為WORD類型，指明了Socket的版本號(hào)，第二個(gè)參數(shù)為WSADATA類型的指針。
若返回值為0，則初始化成功，若不為0則失敗。
7.6 WSACleanup函數(shù)
這是Socket環(huán)境的退出函數(shù)。返回值為0表示成功，SOCKET_ERROR表示失敗。
7.7 socket函數(shù)
socket的創(chuàng)建函數(shù)，其定義為：
SOCKET PASCAL FAR socket (int af, int type, int protocol);
第一個(gè)參數(shù)為int af，代表網(wǎng)絡(luò)地址族，目前只有一種取值是有效的，即AF_INET，代表internet地址族；
第二個(gè)參數(shù)為int type，代表網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類型，SOCK_DGRAM代表UDP協(xié)議，SOCK_STREAM代表TCP協(xié)議；
第三個(gè)參數(shù)為int protocol，指定網(wǎng)絡(luò)地址族的特殊協(xié)議，目前無用，賦值0即可。
返回值為SOCKET，若返回INVALID_SOCKET則失敗。
7.8 setsockopt函數(shù)
這個(gè)函數(shù)用來設(shè)置Socket的屬性，若不能正確設(shè)置socket屬性，則數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收會(huì)失敗。定義如下：
int PASCAL FAR setsockopt (SOCKET s, int level, int optname,
const char FAR * optval, int optlen);
其返回值為int類型，0代表成功，SOCKET_ERROR代表有錯(cuò)誤發(fā)生。
第一個(gè)參數(shù)SOCKET s，代表要設(shè)置的套接字；
第二個(gè)參數(shù)int level，代表要設(shè)置的屬性所處的層次，層次包含以下取值：SOL_SOCKET代表套接字層次；IPPROTO_TCP代表TCP協(xié)議層次，IPPROTO_IP代表IP協(xié)議層次（后面兩個(gè)我都沒有用過）；
第三個(gè)參數(shù)int optname，代表設(shè)置參數(shù)的名稱，SO_BROADCAST代表允許發(fā)送廣播數(shù)據(jù)的屬性，其它屬性可參考MSDN；
第四個(gè)參數(shù)const char FAR * optval，代表指向存儲(chǔ)參數(shù)數(shù)值的指針，注意這里可能要使用reinterpret_cast類型轉(zhuǎn)換；
第五個(gè)參數(shù)int optlen，代表存儲(chǔ)參數(shù)數(shù)值變量的長度。
7.9 sockaddr_in、in_addr類型，inet_addr、inet_ntoa函數(shù)
sockaddr_in定義了socket發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包的地址，定義：
struct sockaddr_in {
short sin_family;
u_short sin_port;
struct in_addr sin_addr;
char sin_zero[8];
};
其中in_addr的定義如下：
struct in_addr {
union {
struct { u_char s_b1,s_b2,s_b3,s_b4; } S_un_b;
struct { u_short s_w1,s_w2; } S_un_w;
u_long S_addr;
} S_un;
首先闡述in_addr的含義，很顯然它是一個(gè)存儲(chǔ)ip地址的聯(lián)合體（忘記union含義的請看c++書），有三種表達(dá)方式：
第一種用四個(gè)字節(jié)來表示IP地址的四個(gè)數(shù)字；
第二種用兩個(gè)雙字節(jié)來表示IP地址；
第三種用一個(gè)長整型來表示IP地址。
給in_addr賦值的一種最簡單方法是使用inet_addr函數(shù)，它可以把一個(gè)代表IP地址的字符串賦值轉(zhuǎn)換為in_addr類型，如
addrto.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.0.2");
本例子中由于是廣播地址，所以沒有使用這個(gè)函數(shù)。其反函數(shù)是inet_ntoa，可以把一個(gè)in_addr類型轉(zhuǎn)換為一個(gè)字符串。
sockaddr_in的含義比in_addr的含義要廣泛，其各個(gè)字段的含義和取值如下：
第一個(gè)字段short sin_family，代表網(wǎng)絡(luò)地址族，如前所述，只能取值AF_INET；
第二個(gè)字段u_short sin_port，代表IP地址端口，由程序員指定；
第三個(gè)字段struct in_addr sin_addr，代表IP地址；
第四個(gè)字段char sin_zero[8]，很搞笑，是為了保證sockaddr_in與SOCKADDR類型的長度相等而填充進(jìn)來的字段。
以下代表指明了廣播地址，端口號(hào)為7861的一個(gè)地址：
sockaddr_in addrto; //發(fā)往的地址
memset(&addrto,0,sizeof(addrto));
addrto.sin_family = AF_INET; //地址類型為internetwork
addrto.sin_addr.s_addr = INADDR_BROADCAST; //設(shè)置ip為廣播地址
addrto.sin_port = htons(7861); //端口號(hào)為7861
7.10 sockaddr類型
sockaddr類型是用來表示Socket地址的類型，同上面的sockaddr_in類型相比，sockaddr的適用范圍更廣，因?yàn)?/span>sockaddr_in只適用于TCP/IP地址。Sockaddr的定義如下：
struct sockaddr {
u_short sa_family;
char sa_data[14];
};
可知sockaddr有16個(gè)字節(jié)，而sockaddr_in也有16個(gè)字節(jié)，所以sockaddr_in是可以強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換為sockaddr的。事實(shí)上也往往使用這種方法。
7.11 Sleep函數(shù)
線程掛起函數(shù)，表示線程掛起一段時(shí)間。Sleep(1000)表示掛起一秒。定義于WINBASE.H頭文件中。WINBASE.H又被包含于WINDOWS.H中，然后WINDOWS.H被WINSOCK2.H包含。所以在本例中使用Sleep函數(shù)不需要包含其它頭文件。
7.12 sendto函數(shù)
在Socket中有兩套發(fā)送和接收函數(shù)，一是sendto和recvfrom；二是send和recv。前一套在函數(shù)參數(shù)中要指明地址；而后一套需要先將套接字和一個(gè)地址綁定，然后直接發(fā)送和接收，不需綁定地址。sendto的定義如下：
int PASCAL FAR sendto (SOCKET s, const char FAR * buf, int len, int flags, const struct sockaddr FAR *to, int tolen);
第一個(gè)參數(shù)就是套接字；
第二個(gè)參數(shù)是要傳送的數(shù)據(jù)指針；
第三個(gè)參數(shù)是要傳送的數(shù)據(jù)長度（字節(jié)數(shù)）；
第四個(gè)參數(shù)是傳送方式的標(biāo)識(shí)，如果不需要特殊要求則可以設(shè)置為0，其它值請參考MSDN；
第五個(gè)參數(shù)是目標(biāo)地址，注意這里使用的是sockaddr的指針；
第六個(gè)參數(shù)是地址的長度；
返回值為整型，如果成功，則返回發(fā)送的字節(jié)數(shù)，失敗則返回SOCKET_ERROR。
7.13 WSAGetLastError函數(shù)
該函數(shù)用來在Socket相關(guān)API失敗后讀取錯(cuò)誤碼，根據(jù)這些錯(cuò)誤碼可以對照查出錯(cuò)誤原因。
7.14 closesocket
關(guān)閉套接字，其參數(shù)為SOCKET類型。成功返回0，失敗返回SOCKET_ERROR。
7.15 小結(jié)
總結(jié)以上內(nèi)容，寫一個(gè)UDP發(fā)送程序的步驟如下：
1. 用WSAStartup函數(shù)初始化Socket環(huán)境；
2. 用socket函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)套接字；
3. 用setsockopt函數(shù)設(shè)置套接字的屬性，例如設(shè)置為廣播類型；很多時(shí)候該步驟可以省略；
4. 創(chuàng)建一個(gè)sockaddr_in，并指定其IP地址和端口號(hào)；
5. 用sendto函數(shù)向指定地址發(fā)送數(shù)據(jù)，這里的目標(biāo)地址就是廣播地址；注意這里不需要綁定，即使綁定了，其地址也會(huì)被sendto中的參數(shù)覆蓋；若使用send函數(shù)則會(huì)出錯(cuò)，因?yàn)?/span>send是面向連接的，而UDP是非連接的，只能使用sendto發(fā)送數(shù)據(jù)；
6. 用closesocket函數(shù)關(guān)閉套接字；
7. 用WSACleanup函數(shù)關(guān)閉Socket環(huán)境。
那么，與之類似，一個(gè)UDP接收程序的步驟如下，注意接收方一定要bind套接字：
1. 用WSAStartup函數(shù)初始化Socket環(huán)境；
2. 用socket函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)套接字；
3. 用setsockopt函數(shù)設(shè)置套接字的屬性，例如設(shè)置為廣播類型；
4. 創(chuàng)建一個(gè)sockaddr_in，并指定其IP地址和端口號(hào)；
5. 用bind函數(shù)將套接字與接收的地址綁定起來，然后調(diào)用recvfrom函數(shù)或者recv接收數(shù)據(jù)； 注意這里一定要綁定，因?yàn)榻邮請?bào)文的套接字必須在網(wǎng)絡(luò)上有一個(gè)綁定的名稱才能保證正確接收數(shù)據(jù)；
6. 用closesocket函數(shù)關(guān)閉套接字；
7. 用WSACleanup函數(shù)關(guān)閉Socket環(huán)境。
廣播接收程序見源程序代碼UDP_Recv_Broadcast.cpp。編譯、鏈接、執(zhí)行與UDP_Send_Broadcast類似。
7.16 UDP點(diǎn)對點(diǎn)發(fā)送接收程序
廣播發(fā)送和接收使用并不廣泛，一般來說指定發(fā)送和接收的IP比較常用。點(diǎn)對點(diǎn)方式的UDP發(fā)送和接收與上面的例子非常類似，不同的就是需要指定一個(gè)具體的IP地址。并且不需要調(diào)用setsockopt設(shè)置socket的廣播屬性。
其具體源代碼見UDP_Send_P2P.cpp和UDP_Recv_P2P.cpp。
注意在使用這兩個(gè)程序時(shí)要設(shè)為自己所需的IP。
8 TCP
TCP與UDP最大的不同之處在于TCP是一個(gè)面向連接的協(xié)議，在進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)之前TCP必須進(jìn)行連接，并且在收發(fā)的時(shí)候必須保持該連接。
發(fā)送方的步驟如下（省略了Socket環(huán)境的初始化、關(guān)閉等內(nèi)容）：
1. 用socket函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)套接字sock；
2. 用bind將sock綁定到本地地址；
3. 用listen偵聽sock套接字；
4. 用accept函數(shù)接收客戶方的連接，返回客戶方套接字clientSocket；
5. 在客戶方套接字clientSocket上使用send發(fā)送數(shù)據(jù)；
6. 用closesocket函數(shù)關(guān)閉套接字sock和clientSocket；
而接收方的步驟如下：
1. 用socket函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)套接字sock；
2. 創(chuàng)建一個(gè)指向服務(wù)方的遠(yuǎn)程地址；
3. 用connect將sock連接到服務(wù)方，使用遠(yuǎn)程地址；
4. 在套接字上使用recv接收數(shù)據(jù)；
5. 用closesocket函數(shù)關(guān)閉套接字sock；
值得注意的是，在服務(wù)方有兩個(gè)地址，一個(gè)是本地地址myaddr，另一個(gè)是目標(biāo)地址addrto。本地地址myaddr用來和本地套接字sock綁定，目標(biāo)地址被sock用來accept客戶方套接字clientSocket。這樣sock和clientSocket連接成功，這兩個(gè)地址也連接上了。在服務(wù)方使用clientSocket發(fā)送數(shù)據(jù)，則會(huì)從本地地址傳送到目標(biāo)地址。
在客戶方只有一個(gè)地址，即來源地址addrfrom。這個(gè)地址被用來connect遠(yuǎn)程的服務(wù)方套接字，connect成功則本地套接字與遠(yuǎn)程的來源地址連接了，因此可以使用該套接字接收遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)。其實(shí)這時(shí)客戶方套接字已經(jīng)被隱性的綁定了本地地址，所以不需要顯式調(diào)用bind函數(shù)，即使調(diào)用也不會(huì)影像結(jié)果。
具體源代碼見TCP_Send.cpp和TCP_Recv.cpp。注意將源代碼中的IP地址修改為符合自己需要的IP。為了減少代碼復(fù)雜性，沒有使用讀取本機(jī)IP的代碼，后續(xù)例子程序中含有此功能代碼。
8.1 bind函數(shù)
bind函數(shù)用來將一個(gè)套接字綁定到一個(gè)IP地址。一般只在服務(wù)方（即數(shù)據(jù)發(fā)送方）調(diào)用，很多函數(shù)會(huì)隱式的調(diào)用bind函數(shù)。
8.2 listen函數(shù)
從服務(wù)方監(jiān)聽客戶方的連接。同一個(gè)套接字可以多次監(jiān)聽。
8.3 connect和accept函數(shù)
connect是客戶方連接服務(wù)方的函數(shù)，而accept是服務(wù)方同意客戶方連接的函數(shù)。這兩個(gè)配套函數(shù)分別在各自的程序中被成功調(diào)用后就可以收發(fā)數(shù)據(jù)了。
8.4 send和recv函數(shù)
send和recv是用來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的兩個(gè)重要函數(shù)。send只能在已經(jīng)連接的狀態(tài)下使用，而recv可以面向連接和非連接的狀態(tài)下使用。
send的定義如下：
int WSAAPI send(
SOCKET s,
const char FAR * buf,
int len,
int flags
);
其參數(shù)的含義和sendto中的前四個(gè)參數(shù)一樣。而recv的定義如下：
int WSAAPI recv(
SOCKET s,
char FAR * buf,
int len,
int flags
);
其參數(shù)含義與send中的參數(shù)含義一樣。
9 一個(gè)局域網(wǎng)聊天工具的編寫
掌握了以上關(guān)于socket的基本用法，編寫一個(gè)局域網(wǎng)聊天程序也就變得非常簡單，如同設(shè)計(jì)一個(gè)普通的對話框程序一樣。
9.1 功能設(shè)計(jì)
功能設(shè)計(jì)如下：
1. 要能夠指定聊天對象的IP和端口（端口可以內(nèi)部確定）；
2. 要能夠發(fā)送消息給指定聊天對象；
3. 要能夠接收聊天對象的消息；
4. 接收消息時(shí)要播放聲音；
5. 接收消息時(shí)如果當(dāng)前對話框不是最前端，要閃動(dòng)圖標(biāo)；
6. 要有托盤圖標(biāo)，可以將對話框收入托盤；
9.2 功能實(shí)現(xiàn)
將內(nèi)部端口設(shè)為3456，提供一個(gè)IP地址控件來設(shè)置聊天對象的IP。該控件必須能夠讀取IP地址并賦值給內(nèi)部變量。將地址轉(zhuǎn)換為in_addr類型。
發(fā)送消息需要使用一個(gè)套接字。
接收消息也需要使用一個(gè)套接字，由于發(fā)送消息也使用了一個(gè)套接字，為了在同一個(gè)進(jìn)程中同時(shí)發(fā)送和接收消息，需要使用多線程技術(shù)，將發(fā)送消息的線程設(shè)為主線程；而接收消息的線程設(shè)為子線程，子線程只負(fù)責(zé)接收UDP消息，在收到消息后顯示到主界面中。
接收消息時(shí)播放聲音這個(gè)功能在子線程中完成，使用sndPlaySound函數(shù)，并提供一個(gè)wav文件即可。
閃動(dòng)圖標(biāo)這個(gè)最白癡的功能需要使用一個(gè)Timer，在主對話框類中添加一個(gè)OnTimer函數(shù)，定時(shí)檢查當(dāng)前窗口狀態(tài)變量是否為假，若為假就每次設(shè)置另一個(gè)圖標(biāo)。若當(dāng)前窗口顯示到最頂端，則設(shè)置為默認(rèn)圖標(biāo)。
托盤圖標(biāo)功能用網(wǎng)上下載的CtrayIcon類輕松搞定。需要提供一個(gè)自定義消息，一個(gè)彈出菜單資源。
9.3 所需資源
頭文件：winsock2.h，Mmsystem.h
庫文件：ws2_32.lib，winmm.lib
dll：Ws2_32.dll，winmm.dll
wav文件：recv.wav
圖標(biāo)：一個(gè)主程序圖標(biāo)IDI_MAIN、四個(gè)變化圖標(biāo)IDI_ICON1~4;
菜單：一個(gè)給托盤用的彈出菜單IDR_TRAYICON;
說明，Mmsystem.h和winmm.lib、winmm.dll是為了那個(gè)播放聲音的功能。
9.4 托盤功能
托盤屬于界面功能，是變更很少的需求，因此首先完成。
1. 引入TRAYICON.H和TRAYICON.cpp兩個(gè)類；
2. 在CLANTalkDlg類中加入一個(gè)CTrayIconm_trayIcon;屬性；
3. 在CLANTalkDlg的構(gòu)造函數(shù)中初始化m_trayIcon，m_trayIcon(IDR_TRAYICON)；
4. 添加一個(gè)自定義消息WM_MY_TRAY_NOTIFICATION，即在三個(gè)地方添加消息定義、消息響應(yīng)函數(shù)、消息映射；
5. 在InitDialog方法中調(diào)用托盤初始化的兩個(gè)函數(shù) m_trayIcon.SetNotificationWnd(this, WM_MY_TRAY_NOTIFICATION); m_trayIcon.SetIcon(IDI_MAIN);
6. 重寫OnClose方法，添加彈出菜單的OnAppSuspend和OnAppOpen以及OnAppAbout方法；
7. 重寫對話框的OnCancel方法。
9.5 動(dòng)態(tài)圖標(biāo)
動(dòng)態(tài)圖標(biāo)也是界面相關(guān)功能，首先完成。
1. 添加四個(gè)HICON變量m_hIcon1,m_hIcon2,m_hIcon3,m_hIcon4；
2. 在構(gòu)造函數(shù)中初始化這四個(gè)變量m_hIcon1 = AfxGetApp()->LoadIcon(IDI_ICON1);
3. 在InitDialog中設(shè)置調(diào)用SetTimer(1,300,NULL);設(shè)置一個(gè)timer，id為1，間隔為300微秒；
4. 添加一個(gè)布爾屬性m_bDynamicIcon，指示目前是否需要?jiǎng)討B(tài)圖標(biāo)，并給出一個(gè)設(shè)置函數(shù)SetDynamicIcon；
5. 添加一個(gè)OnTimer函數(shù)，讓每次timer調(diào)用時(shí)根據(jù)m_bDynamicIcon的值修改圖標(biāo)；
兩個(gè)地方是用來設(shè)置動(dòng)態(tài)圖標(biāo)的，一個(gè)是當(dāng)程序收到消息并且程序不在桌面頂端時(shí)，這時(shí)設(shè)置為動(dòng)態(tài)圖標(biāo)，在后面的消息接收線程中處理；二是當(dāng)程序顯示到桌面頂端時(shí)，設(shè)置為非動(dòng)態(tài)；
重載OnActivate方法可以完成第二個(gè)時(shí)刻的要求。當(dāng)窗口狀態(tài)為WA_ACTIVE或者WA_CLICKACTIVE時(shí)SetDynamicIcon(false)，否則設(shè)置SetDynamicIcon(true);
9.6 發(fā)送UDP報(bào)文功能
發(fā)送UDP報(bào)文只需在主線程中完成，需要以下步驟：
1. 初始化Socket環(huán)境，這可以在CLANTalkApp的InitInstance中完成，同理關(guān)閉Socket環(huán)境在ExitInstance中完成；我們可以使用前面的方法，也可以直接調(diào)用MFC中的AfxSocketInit函數(shù)，這個(gè)函數(shù)可以確保在程序結(jié)束時(shí)自動(dòng)關(guān)閉Socket環(huán)境；
2. 創(chuàng)建socket，考慮到報(bào)錯(cuò)信息需要彈出對話框，因此不在CLANTalkDlg的構(gòu)造函數(shù)中創(chuàng)建，而是在InitDialog中構(gòu)建；發(fā)送報(bào)文的socket為m_sendSock；
3. 設(shè)置目的地址功能，需要一個(gè)地址賦值函數(shù)setAddress(char* szAddr);可以將一個(gè)字符串地址賦值給sockaddr_in形式的地址；在CLANTalkDlg中增加一個(gè)sockaddr_in m_addrto;屬性；
4. 讀取文本框中的文字，用sendto發(fā)送到對象地址；
5. 清空文本框，在記錄框中添加聊天記錄。
這時(shí)可以使用前面的UDP簡單接收程序來輔助測試，因?yàn)榇藭r(shí)還未完成報(bào)文接收功能。
9.7 接收UDP報(bào)文功能
接收UDP報(bào)文要考慮幾個(gè)問題，第一個(gè)是要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)子線程，在子線程中接收報(bào)文；第二是接收報(bào)文和發(fā)送報(bào)文要有互斥機(jī)制，以免沖突；第三是接收到報(bào)文要播放聲音；第四是接收報(bào)文且當(dāng)前窗口不在桌面頂端要調(diào)用動(dòng)態(tài)圖標(biāo)功能。
按照以上需求設(shè)計(jì)步驟如下：
1. 創(chuàng)建接收套接字m_recvSock，
2. 利用gethostname和gethostbyname等函數(shù)獲取本機(jī)IP，并將套接字bind到該地址；
3. 添加一個(gè)CwinThread* m_pRecvThread屬性，并在InitDialog中調(diào)用AfxBeginThread創(chuàng)建子線程；
4. 編寫子線程運(yùn)行函數(shù)void RecvProcess(LPVOID pParam)，這時(shí)一個(gè)全局函數(shù)，為了方便調(diào)用CLANTalkDlg類中的各種變量與方法，將CLANTalkDlg類的指針作為參數(shù)傳入子線程函數(shù)，并將RecvProcess設(shè)置為CLANTalkDlg類的友元。
5. 子線程函數(shù)中完成以下功能：利用recv接收報(bào)文；保存聊天記錄；判斷當(dāng)前窗口是否在前臺(tái)，并修改動(dòng)態(tài)圖標(biāo)屬性；播放聲音。
6. 用來記錄聊天信息的ClistBox的Sort屬性要去掉，否則記錄會(huì)按內(nèi)容排序，很不好看。在RC編輯器中去掉這個(gè)屬性即可。
7. 最后要注意，在主線程退出時(shí)要保證子線程退出，但此時(shí)子線程還阻塞在recv方法上，因此主線程向自己發(fā)送一條消息消除阻塞，同時(shí)改變子線程退出標(biāo)志保證子線程可以退出。
9.8 設(shè)置聊天對象IP
點(diǎn)擊“確認(rèn)對象”按鈕時(shí)，檢測IP地址控件，如果IP地址有效，則將IP地址讀入內(nèi)部屬性。這個(gè)IP地址作為發(fā)送信息的目標(biāo)地址。
這個(gè)設(shè)置只能設(shè)置發(fā)送消息的對象，所有人都可以向本機(jī)發(fā)送信息，只要他的端口是正確的。
9.9 編譯鏈接和運(yùn)行
下載壓縮包后可以打開VC工程編譯鏈接，若直接運(yùn)行則可以點(diǎn)擊LANTalkExeFile目錄中的可執(zhí)行文件，這個(gè)目標(biāo)包含了運(yùn)行所需要的所有dll和資源文件。
當(dāng)然，如果需要可以用InstallShield做一個(gè)安裝程序，不過看來是沒有必要的。
9.10 小結(jié)
這個(gè)聊天程序很簡單，但是基本上具有了一個(gè)框架，可以有最簡單的聊天功能。要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展幾乎已經(jīng)沒有什么技術(shù)問題了。
10 使用好的Socket包可以簡化開發(fā)過程
本文中所有的技術(shù)盡量采用最原始的方式來使用。例如多線程使用的是AfxBeginThread，套接字使用了最原始的套接字，并在很多地方直接使用了SDK函數(shù)，而盡量避免了MFC等代碼框架，這是為了方便他人掌握技術(shù)的最基本內(nèi)涵。
其實(shí)在具體的編程中，當(dāng)然是怎么方便怎么來，Socket和多線程以及界面等功能都有大量方便可用的代碼庫，復(fù)用這些代碼庫會(huì)比自己動(dòng)手寫方便很多。但是，掌握了基本原理再使用這些庫，事半功倍！
竟然寫了14頁，真是pf自己?。?/span>
