23.3 TCP应用程序设计
23.3.1 通信协议的工作线程的设计——阻塞模式
（1）设计TCP链路的通信协议
①数据包的设计：数据包头和数据包体（可参考代码中的消息定义部分）——TLV（Type-Length-Value)
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组成 |
说明 |
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数据包头 |
包含命令代码字段和整个数据包大小的字段（这个字段长度是固定的），即使通信双方己约定好各种命令数据包的长度，可以直接从命令代码中间接地判断出该数据包的长度，但仍建议设计该结构头时，保留数据包长度这个字段。 命令代码如：登录命令、消息上传、下载命令、退出 |
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数据包体 |
各种数据包定义的集合 |
②如此设计的好处——便于接收方从数据流中解出正确的数据包。首先接收一个完整的数据包头，并对数据包进行检验。检验合法时再从包头中读出数据包总长度，就可以接收数据包剩余部分。不管通信协议的设计如何改变。请记住一点：数据包的结构必须有一个固定长度的包头，便于接收方首先接收，其次包头中必须包含整个数据包长度的信息，这样接收方才能从数据流中正确分解出完整的数据包。
③RecvPacket函数：设计用来接收一个完整的数据包（注意，每个数据包的长度是不一的）。该函数调用RecvData函数来接收数据包头，然后校验 。通过后检收剩余的部分。
④RecvData函数：设计用来循环接收指定字节数的数据。为防止recv函数的阻塞，在每次recv之前，都先利用select函数检测是否有数据到达。同时该函数还设计了一个超时检测。
（2）链路异常检测
①TCP连接正常断开的时候，主动断开的一方会向另一方发送含有断开连接标志的数据包（在链路层里实现的，对应用程序来说是透明的）。接收方收到数据包会，将连接的状态更新为断开。这里任何对套接字的操作都会返回SOCKET_ERROR，包含正在阻塞等待操作（如recv）都会立即返回。这个SOCKET_ERROR可以被工作线程检测到。
②当网络故障或一方的计算机崩溃时，另一方是收不到含有断开连接标志的数据包的。系统中会认为对方一直没有数据过来。这种情况会延续到程序需要主动发送数据包为止，如果发送的数据包得不到对方的应答，在经过几次尝试全部超时以后，就会意识到连接己经断开（注意：为什么要发送多次，因为send时要将数据送入“发送缓冲区”，因为发送缓冲区未满，WinSock接口并没有真正在网络发送数据包。所以第1次send会返回成功。在经过几次的尝试，如果数据真正发送出去，却得不到对方的回复，WinSock才将连接置为断开。这时对套接字的操作才会全部失败）。
③发现链路异常的唯一办法是主动发送数据！实现中可记录链路最后一次活动时间，一旦空闲的时间一到（即距最后一次的活动时间秒数一到），就主动向另一方发送一个数据包以检测链路状态。考虑到网络传输的问题，发送方如果空闲30秒后发送检测包，接收方可以在链路空闲60秒会才认为是连接异常的。
④链路检测包由服务端还是客户端发送是没有规定的。可根据实际情况自行决定。
（3）多线程下的数据收发
①线程设计
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接收数据 |
单独创建一个线程，循环调用select和recv函数来接收数据 |
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发送数据 |
在主线程中调用，因为经常在用户界面上操作send函数。如点击“发送”按钮。 |
②sock的排队锁定机制
WinSock对“发送缓冲区”和“接收缓冲区”进行排队锁定机制，当多个线程同时调用send函数操作同一套接字时，只有一个线程锁定发送缓冲区，其余线程处于等待。所以多个线程调用send函数发送的数据，每一份数据仍是被串行化的结果。同理，recv接收时也会被锁定，同一份数据不会被多个线程重复接收（如线程A和线程B都收到这份数据）。
③多线程操作同一socket进行收发数据包时的问题
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函数 |
阻塞模式 |
非阻塞模式 |
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send |
总是指定大小的数据发送完才返回。 1、如果每次发送一个完整数据包时：因排队锁定机制，数据包之间不会互相交织（即线程A的数据包内部不会出现线程B数据包的一部分数据）。 2、如果每次发送的是部分数据包，如发送线程A数据包头完毕，接着发送线程B的数据包头，然后轮到线程A的数据包体，这样接方收的数据是错误的。 |
即使一次发送一个完整的数据包时，也只会发送部分的数据出去，要通过多次send将整个数据包发完。这样循环调用send的过程中可能被其他线程的send操作插入，造成数据包的混乱。 |
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recv |
不管是阻塞还是非阻塞下，recv总不能保证一次收全一个数据包。有时必须多次调用recv函数（如一次接收数据包头、一个接收数据包体），多次收取的过程，中间部分数据可能被其他线程收走，造成数据错误。 |
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备注 |
如果要进行一个数据包分多次发送或分多次分取，一般都需要加临界区对象，以保证在发送或接收一个完整的数据包期间，不会其他线程打断而出现数据包收发错误的问题。 |
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④网络应用程序的常见通信方式（注意，这是应用层的，不是传输层的）
【同一线程中用下面的代码结构来处理应答式通信】
/*---------------------------------------------------------- 处理接收的命令并回复对方的模块，输入参数为接收到的命令数据包 -----------------------------------------------------------*/ void ProcRecvCmd(MSGSTRUCT* pMsg) { switch (pMsg->MsgHead.nCmdID) { case C1: //命令码 处理并用send发送C1_RESP数据包 return; case C2: 处理并用send发送C1_RESP数据包 return; } } /*---------------------------------------------------------- 主动发送命令并接收对方回复（对方处理结果） -----------------------------------------------------------*/ void SendCmd() { if (命令队列中没有命令需要发送) return; 从队列中取需要发送的命令; switch (命令码) { case S1: 用send发送S1数据包;
do { 用RecvPacket接收回复的数据包; if (回复的数据 != S1_RESP) ProcRecvCmd(数据包); //处理接收到的数据包 else //回复的数据包，则结束本轮发送 break; } while (TRUE);
return 0; case S2: //同处理S1代码类似，这里省略...... return 0; ...... //其他命令代码的发送 } } /*---------------------------------------------------------- 工作线程 -----------------------------------------------------------*/ ...... //前面的省略 while (TRUE) { SendCmd(); CheckLine; //发送链路检测包（具体程序省略）
调用select函数等待100ms，查看是否有数据到达;
if (有数据到达) { 调用RecvPacket接收整个数据包; ProcRecvCmd(数据包); //处理这个数据包 } }
【阻塞模式的TCP聊天室程序】
效果图
★客户端和服务器端公共文件★
//Message.h文件 ——通信协议的定义的文件，同时供服务器端和客户端使用
#pragma once #include <windows.h> //取结构体某个字段的偏移量 //思路：将址址0x00000000开始的地址看作是TYPE结构体对象 //然后再取出指定的字段的地址，即是偏移量 #define OFFSET(TYPE, MEMB) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMB) //>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> // 使用 TCP 协议的聊天室例子程序 // 通讯链路传输的数据结构定义 //>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> //******************************************************************** #define CMD_LOGIN 0x10 //客户端 ->服务器端，登录 #define CMD_LOGIN_RESP 0x81 //服务器端 -> 客户端，登录回应 #define CMD_MSG_UP 0x02 //客户端 -> 服务器端，聊天语句 #define CMD_MSG_DOWN 0x82 //服务器端 -> 客户端，聊天语句 #define CMD_CHECK_LINK 0x83 //服务器端 -> 客户端，链路检测 //******************************************************************** //******************************************************************** // 数据包头部，所有的数据包都以 MSGHEAD 开头 //******************************************************************** typedef struct _tagMsgHead { int nCmdID; //命令ID int cbSize; //整个数据包长度 = 数据包头部 + 数据包体 }MSGHEAD,*PMSGHEAD; //******************************************************************** // 登录数据包（客户端->服务器端） //******************************************************************** typedef struct _tagMsgLogin { TCHAR szUserName[12]; //用户登录ID TCHAR szPassword[12]; //登录密码 }MSGLOGIN, *PMSGLOGIN; //******************************************************************** // 登录回应数据包（服务器端->客户端） //******************************************************************** typedef struct _tagMsgLoginResp { char dbResult; //登录结构：1=成功，0=用户名或密码错误 }MSGLOGINRESP, *PMSGLOGINRESP; //******************************************************************** // 聊天语句（客户端->服务器端）：不等长数据包 //******************************************************************** typedef struct _tagMsgUp { int cbSizeConent; //后面内容字段的长度 char szConetent[256]; //内容，不等长，长度由cbSizeConent指定 }MSGUP, *PMSGUP; //******************************************************************** // 聊天语句（服务器端->客户端）：不等长数据包 //******************************************************************** typedef struct _tagMsgDown { int cbSizeConent; //后面内容字段的长度(单位字节) TCHAR szSender[12]; //消息发送者 TCHAR szContent[256]; //内容，不等长，长度由nLength指定，要求这是最后一个字段 }MSGDOWN, *PMSGDOWN; //>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> // 数据包定义方式 // 每个数据包以MSGHEAD + MSGXXX组成，整个长度填入MSGHEAD.dwLength //>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> typedef struct _tagMsgStruct { MSGHEAD MsgHead; union { MSGLOGIN Login; MSGLOGINRESP LoginResp; MSGUP MsgUp; MSGDOWN MsgDown; };//Body }MSGSTRUCT, *PMSGSTRUCT;
//MsgQueue.h——消息队列函数定义
#pragma once #include <windows.h> #include <strsafe.h> //使用到StringcbCopy等函数 extern CRITICAL_SECTION cs; extern int nMsgCount; //队列中当前消息的数量 extern int nSequence; //消息的序号，从1开始 typedef struct _tagMsgQueueItem //队列中单条消息的格式定义 { int nMessageId; //消息编号 TCHAR szSender[12]; //发送者 TCHAR szContent[256]; //聊天内容 }MSGQUEUEITEM,*PMSGQUEUEITEM; void InsertMsgQueue(TCHAR* pszSender, TCHAR* pszContent); int GetMsgFromQueue(int nMessageId,TCHAR* pszSender,TCHAR* pszContent);
//MsgQueue.c文件——实现消息队列函数
/*----------------------------------------------------------------------- MSGQUEUE.C ——先进先出消息队列的实现（First in, first out） (c)浅墨浓香，2015.6.27 -----------------------------------------------------------------------*/ #include "MsgQueue.h" #define QUEUE_SIZE 100 //消息队列的长度 CRITICAL_SECTION cs; int nMsgCount = 0; //队列中当前消息的数量 int nSequence = 0; //消息的序号，从1开始 MSGQUEUEITEM MsgQueue[QUEUE_SIZE]; //在队列中加入一条消息 //——如果队列己满，则将整个队列前移一个位置，相当于最早的消息被覆盖 // 然后在队列尾部空出的位置加入新消息 //——如果队列未满，则在队列的最后加入新消息 //——消息编号从1开始递增，这样保证队列中的各消息的编号是连续的 //pszSender指两只发送者字符串的指针，pszContent指向聊天语句内容的字符串指针 void InsertMsgQueue(TCHAR* pszSender, TCHAR* pszContent) { //static int nSequence = 0; MSGQUEUEITEM* pMsgItem=&MsgQueue[0]; EnterCriticalSection(&cs); //如果队列己满，则移动队列，并在队列尾部添加新消息 if (nMsgCount>=QUEUE_SIZE) CopyMemory(&MsgQueue[0], &MsgQueue[1], (QUEUE_SIZE - 1)*sizeof(MSGQUEUEITEM)); else ++nMsgCount; //将消息添加到队列尾部 pMsgItem += (nMsgCount-1); //CopyMemory(&pMsgItem->szSender, pszSender, (lstrlen(pszSender) + 1)*sizeof(TCHAR)); //注意，这里的pszSender是个指针 //CopyMemory(&pMsgItem->szContent, pszContent, (lstrlen(pszContent) + 1)*sizeof(TCHAR)); StringCchCopy((TCHAR*)&pMsgItem->szSender,lstrlen(pszSender) + 1,pszSender); StringCchCopy((TCHAR*)&pMsgItem->szContent, lstrlen(pszContent) + 1, pszContent); pMsgItem->nMessageId = ++nSequence; //消息的序号，从1开始 LeaveCriticalSection(&cs); } /*>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 从队列获取指定编号的消息 -- 如果指定编号的消息已经被清除出消息队列，则返回编号最小的一条消息 当向连接速度过慢的客户端发消息的速度比不上消息被清除的速度，则中间 的消息等于被忽略，这样可以保证慢速链路不会影响快速链路 -- 如果队列中的所有消息的编号都比指定编号小（意味着这些消息以前都被获取过） 那么不返回任何消息 参数： nMessageId = 需要获取的消息编号 pszSender = 用于返回消息中发送者字符串的缓冲区指针 pszSender = 用于返回消息中聊天内容字符串的缓冲区指针 返回： 0 （队列为空，或者队列中没有小于等于指定编号的消息） 为不0（已经获取指定消息号） >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>*/ int GetMsgFromQueue(int nMessageId, TCHAR* pszSender, TCHAR* pszContent) { MSGQUEUEITEM* pMsgItem; int nMaxID, nMinID; if (nMsgCount <= 0) return 0; EnterCriticalSection(&cs); pMsgItem = NULL; nMinID = MsgQueue[0].nMessageId; nMaxID =nMinID+ nMsgCount - 1; //获取指定编号的消息 if (nMessageId < nMinID) pMsgItem = &MsgQueue[0]; else if (nMessageId <= nMaxID) pMsgItem = &MsgQueue[nMessageId - nMinID]; if (NULL != pMsgItem) { //CopyMemory(&pszSender, pMsgItem->szSender, sizeof(pMsgItem->szSender));//注意这里pMsgItem->szSender是个数组 //CopyMemory(&pszContent, pMsgItem->szContent, sizeof(pMsgItem->szContent)); StringCbCopy(pszSender, sizeof(pMsgItem->szSender), pMsgItem->szSender); StringCbCopy(pszContent, sizeof(pMsgItem->szContent), pMsgItem->szContent); } LeaveCriticalSection(&cs); return (pMsgItem ==NULL) ? 0:pMsgItem->nMessageId; }
//SocketRoute.h文件 ——阻塞模式下通用的函数声明
#pragma once #include <windows.h> int WaitData(SOCKET sock, DWORD dwTime); int RecvData(SOCKET sock, char* pBuffer, int nBytes); BOOL RecvPacket(SOCKET sock, char* pBuffer, int nBytes);
//SocketRoute.c ——阻塞模式下通用的函数实现
/*------------------------------------------------------------------- SOCKETROUTE.C——阻塞模式下使用的常用子程序 (c)by 浅墨浓香,2015.6.25 ---------------------------------------------------------------------*/ #include <windows.h> #include "Message.h" #include "SocketRoute.h" #pragma comment(lib,"Ws2_32.lib") //>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> // 在规定的时间内等待数据到达 // 输入：dwTime = 需要等待的时间（微秒） // 返回值：0 ——超时而返回 // SOCKET_ERROR ——出错而返回 // X(x>0) ——就绪的套接字数量 //>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> int WaitData(SOCKET sock, DWORD dwTime) { FD_SET fds; TIMEVAL tv; fds.fd_count = 1; fds.fd_array[0] = sock; tv.tv_sec = 0; tv.tv_usec = dwTime; return select(0, &fds, NULL, NULL, &tv); } //>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> // 接收规定字节的数据，如果缓冲区中的数据不够则等待 // 返回：FALSE，连接中断或发生错误 // TRUE，成功 //>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> BOOL RecvData(SOCKET sock, char* pBuffer, int nBytes) { int nStartTime; int nRet,nRecv; nStartTime = GetTickCount(); nRecv = 0; while ((GetTickCount()-nStartTime)<10*1000) //查看是否超时 { nRet = WaitData(sock, 100 * 1000); //等待数据100ms if (SOCKET_ERROR == nRet) //连接错误 return FALSE; if (0 == nRet) //超时 break; do { //接收数据，直至收完指定的字节数 nRecv += recv(sock, pBuffer + nRecv, nBytes - nRecv, 0); if (nRecv == SOCKET_ERROR || nRecv == 0) return FALSE; if (nRecv == nBytes) return TRUE; } while (nRecv < nBytes); } return TRUE; } //>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> // 接收一个符合规范的数据包 // 参数： pBuffer用来接收数据的缓冲区 // nBytes 数据区最大的空间 // 返回： FALSE——失败 // TRUE ——成功 //注意：这里的nBytes不要指要接收的字节数，只是用来判断缓冲区是否只够大 //>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> BOOL RecvPacket(SOCKET sock, char* pBuffer, int nBytes) { MSGSTRUCT* pMsgStruct; int iRet; pMsgStruct = (MSGSTRUCT*)pBuffer; //接收数据包头部并检测数据是否正常 iRet = RecvData(sock, pBuffer, sizeof(MSGHEAD)); if (iRet) //如果成功接收数据 { if (pMsgStruct->MsgHead.cbSize <= sizeof(MSGHEAD) || pMsgStruct->MsgHead.cbSize > nBytes) return FALSE; //接收余下的数据 iRet = RecvData(sock, pBuffer + sizeof(MSGHEAD), pMsgStruct->MsgHead.cbSize - sizeof(MSGHEAD)); } return iRet; }
★服务器端文件★
//ChatService.c ——服务器端主程序
/*----------------------------------------------------------------- TCPECHO.C —— 使用 TCP 协议的聊天室例子程序(服务器端) (c)浅墨浓香，2015.6.27 -----------------------------------------------------------------*/ #include <Windows.h> #include "resource.h" #include "Message.h" #include "MsgQueue.h" #include "SocketRoute.h" #pragma comment(lib,"Ws2_32.lib") //客户端会话信息 typedef struct _tagSession { TCHAR szUserName[12]; //用户名 int nMessageID; //己经下发的消息编号 DWORD dwLastTime; //链路最近一次活动的时间 }SESSION,*PSESSION; #define TCP_PORT 9999 //监听端口 #define F_STOP 1 extern int nSequence; extern CRITICAL_SECTION cs; TCHAR szAppName[] = TEXT("Tcp聊天室服务器"); TCHAR szSysInfo[] = TEXT("系统消息"); TCHAR szUserLogin[] = TEXT(" 进入聊天室！"); TCHAR szUserLogout[] = TEXT(" 退出了聊天室！"); int g_iThreadCount = 0; HWND g_hwnd = NULL; //对话框句柄 int g_dwFlag=0; //退出标志 int CALLBACK DlgProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM); int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, PSTR szCmdLine, int iCmdShow) { DialogBox(hInstance, TEXT("ChatService"), NULL, DlgProc); return 0; } //检测链路的最后一次活动时间 //pBuffer ——指向要发送的链路检测的数据包 //pSession——指向上次的会话信息 //返回值：——TRUE（链路畅通） // ——FALSE（链路断开） // BOOL LinkCheck(SOCKET sock, char* pBuffer, SESSION* pSession) { DWORD dwTime; BOOL iRet = FALSE; PMSGSTRUCT pMsgStruct=(PMSGSTRUCT)pBuffer; //查看是否需要检测链路(30秒内没有数据通信，则发送链路检测包） dwTime = GetTickCount(); if ((dwTime - pSession->dwLastTime) < 30 * 1000) return TRUE; pSession->dwLastTime = dwTime; pMsgStruct->MsgHead.nCmdID = CMD_CHECK_LINK; pMsgStruct->MsgHead.cbSize = sizeof(MSGHEAD); //发送检测链路的数据包(只需发送数据包头部就可以) return (SOCKET_ERROR != send(sock, pBuffer, pMsgStruct->MsgHead.cbSize, 0)); } //循环取消息队列中的聊天语句并发送到客户端，直到全部消息发送完毕 //pBuffer ——指向从消息队列中取出的消息的缓冲区，该消息将被发送到客户端 //pSession——指向上次的会话信息 //返回值：TRUE ——正常 // FALSE——出现错误 BOOL SendMsgQueue(SOCKET sock, char* pBuffer, PSESSION pSession) { int iRet; int nMsgID; PMSGSTRUCT pMsgStruct = (PMSGSTRUCT)pBuffer; nMsgID = pSession->nMessageID+1; //mMessageID为会话最后一次得到的消条，取它的下一条消条 while (!(g_dwFlag & F_STOP)) { iRet = GetMsgFromQueue(nMsgID++,pMsgStruct->MsgDown.szSender, pMsgStruct->MsgDown.szContent); if (iRet == 0) break; pSession->nMessageID = iRet; pMsgStruct->MsgDown.cbSizeConent = (lstrlen(pMsgStruct->MsgDown.szContent) + 1)*sizeof(TCHAR); pMsgStruct->MsgHead.cbSize = sizeof(MSGHEAD)+OFFSET(MSGDOWN,szContent) + pMsgStruct->MsgDown.cbSizeConent; pMsgStruct->MsgHead.nCmdID = CMD_MSG_DOWN; iRet = send(sock, (char*)pMsgStruct, pMsgStruct->MsgHead.cbSize, 0); if (SOCKET_ERROR == iRet) return FALSE; pSession->dwLastTime = GetTickCount(); //当多人聊天时，队列里的消息会急剧增加，为了防止发送速度较慢 //队列里的消息会越积越多，从而导致没有机会退出循环去接收来自本SOCKET的 //（即本线程所服务的客户端）消息，所以在每次发送数据后，通过WaitData去 //一下，是否有数据到达，如果有，则退出发送消息过程，优先去处理要接收的数据 iRet = WaitData(sock,0); if (SOCKET_ERROR == iRet) //如果链路断了 return FALSE; if (iRet>0) //如果有要接收的数据，则退出，优先去处理 break; } return TRUE; } void CloseSocket(SOCKET sock) { closesocket(sock); sock = 0; SetDlgItemInt(g_hwnd, IDC_COUNT, --g_iThreadCount, FALSE); } //通信服务线程，每个客户端登录的连接将产生一个线程 DWORD WINAPI ServiceThread(PVOID pVoid) { SOCKET SrvSocket = (SOCKET)pVoid; PMSGSTRUCT pMsgStruct; SESSION session; char szBuffer[512]; int iRet; pMsgStruct = (PMSGSTRUCT)szBuffer;//让pMsgStruct指向缓冲区 //连接的客户数量加1，并显示出来 ++g_iThreadCount; SetDlgItemInt(g_hwnd, IDC_COUNT, g_iThreadCount, FALSE); memset(&session, 0, sizeof(SESSION)); session.nMessageID = nSequence; /********************************************************************* 用户名和密码检测，为了简化程序，现在可以使用任意用户名和密码 *********************************************************************/ //接收用户输入的用户名和密码。 //客户端会发送一个MSGLOGIN数据包，命令代码为CMD_LOGIN，这是服务 //器接受到客户端的第一个数据包。如果不是，即关闭连接。 if (!RecvPacket(SrvSocket, szBuffer, sizeof(MSGHEAD)+sizeof(MSGLOGIN))) //接收失败 { CloseSocket(SrvSocket); return FALSE; } //判断是否是登录数据包 if (pMsgStruct->MsgHead.nCmdID != CMD_LOGIN) { CloseSocket(SrvSocket); return FALSE; } StringCchCopy(session.szUserName, lstrlen(pMsgStruct->Login.szUserName) + 1, pMsgStruct->Login.szUserName); pMsgStruct->LoginResp.dbResult = 1; //省略了验证用户名和密码，任何的用户名和密码都是可以通过的 //此处为1，说明验证通过 pMsgStruct->MsgHead.nCmdID = CMD_LOGIN_RESP; pMsgStruct->MsgHead.cbSize = sizeof(MSGHEAD)+sizeof(MSGLOGINRESP); iRet = send(SrvSocket, szBuffer, pMsgStruct->MsgHead.cbSize,0); if (SOCKET_ERROR == iRet) { CloseSocket(SrvSocket); return FALSE; } /********************************************************************* 广播：xxx 进入了聊天室 *********************************************************************/ StringCchCopy((TCHAR*)szBuffer, lstrlen(session.szUserName) + 1, session.szUserName); StringCchCat((TCHAR*)szBuffer, (lstrlen((TCHAR*)szBuffer) + lstrlen(szUserLogin) + 1), szUserLogin); InsertMsgQueue(szSysInfo,(TCHAR*)szBuffer); session.dwLastTime = GetTickCount(); //循环处理消息 while (!(g_dwFlag & F_STOP)) { //将消息队列中的聊天记录发送给客户端 if (!SendMsgQueue(SrvSocket, szBuffer, &session)) break; //注意检测链路放在接收之前，而不是SendMsgQueue之前，为什么？ //因为检测链路是通过发送数据包来实现的，而在SendMsgQueue本身就可以 //发送数据包，返回SOCKET_ERROR就说明链路己断。但接收数据不同，如果 //在接收之前，网络异常中断，这时系统并没设置socket的状态没为断开，会以 //为对方一直没发数据过来，而处于等待.所以这时调用recv或select并不会返回 //SOCKET_ERROR，只有通过主动发送数据检测探测，当多次send得不到回应时 //系统才会将socket置为断开，以后的全部操作才会失败。 pMsgStruct->MsgHead.nCmdID = CMD_CHECK_LINK; pMsgStruct->MsgHead.cbSize = sizeof(MSGHEAD); if ((SOCKET_ERROR == LinkCheck(SrvSocket, (char*)pMsgStruct, &session)) || (g_dwFlag & F_STOP)) break; //等待200ms，如果没有接收到数据，则循环 iRet = WaitData(SrvSocket, 200 * 1000); if (SOCKET_ERROR == iRet) break; if (0==iRet) continue; //注意，这里接收的数据只表明是个完整的数据包。可能是聊天语句的数据包，也可能是 //是退出命令的数据包（本例没有实现这个，因为客户端退出里，链路会断开，会被LinkCheck检测到） iRet = RecvPacket(SrvSocket, szBuffer, sizeof(szBuffer)); if (!iRet) break; session.dwLastTime = GetTickCount(); pMsgStruct = (PMSGSTRUCT)szBuffer; if (pMsgStruct->MsgHead.nCmdID == CMD_MSG_UP) { InsertMsgQueue(session.szUserName, (TCHAR*)pMsgStruct->MsgUp.szConetent); } } /********************************************************************* 广播：xxx 退出了聊天室 *********************************************************************/ StringCchCopy((TCHAR*)szBuffer, lstrlen(session.szUserName) + 1, session.szUserName); StringCchCat((TCHAR*)szBuffer, (lstrlen((TCHAR*)szBuffer) + lstrlen(szUserLogout) + 1), szUserLogout); InsertMsgQueue(szSysInfo, (TCHAR*)szBuffer); /********************************************************************* 关闭socket *********************************************************************/ CloseSocket(SrvSocket); return TRUE; } //监听线程 DWORD WINAPI ListenThread(PVOID pVoid) { SOCKET ServiceSocket,ListenSocket; SOCKADDR_IN sa; HANDLE hThread; TCHAR szErrorBind[] = TEXT("无法绑定到TCP端口9999，请检查是否有其它程序在使用!"); //创建socket ListenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); *(SOCKET*)pVoid = ListenSocket; //绑定socket memset(&sa, 0, sizeof(SOCKADDR_IN)); sa.sin_port = htons(TCP_PORT); sa.sin_family = AF_INET; sa.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY; if (bind(ListenSocket, (PSOCKADDR)&sa, sizeof(SOCKADDR_IN))) //返回0表示无错误，是成功的。 { MessageBox(g_hwnd, szErrorBind, szAppName, MB_OK | MB_ICONSTOP); closesocket(ListenSocket); return FALSE; //ExitProcess(0); } //开始监听，等待连接并为每个连接创建一个新的服务线程 listen(ListenSocket, 5); while (TRUE) { ServiceSocket = accept(ListenSocket, NULL, 0); if (ServiceSocket == INVALID_SOCKET) break; hThread = CreateThread(NULL, 0, ServiceThread, (LPVOID)ServiceSocket, 0, 0); CloseHandle(hThread);//线程是内核对象，关闭表示不需用操作了（如唤醒、挂机）。 } closesocket(ListenSocket); return TRUE; } int CALLBACK DlgProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam) { WSADATA WSAData; static SOCKET ListenSocket; static HANDLE hListenThread; switch (message) { case WM_INITDIALOG: g_hwnd = hwnd; //初始化临界区对象; InitializeCriticalSection(&cs); //载入WS2_32.DLL动态链0x0002:MAKEWORD(2,0) WSAStartup(MAKEWORD(2, 0), &WSAData); //动态库的信息返回到WSAdata变量中 //创建监听线程 hListenThread = CreateThread(NULL, 0, ListenThread, (LPVOID)&ListenSocket, 0, 0); CloseHandle(hListenThread); //只是关闭了一个线程句柄对象，表示我不再使用该句柄,即不对这个句柄对 //应的线程做任何干预了(如挂起或唤醒)。并没有结束线程。 return TRUE; case WM_CLOSE: closesocket(ListenSocket); //当未有客户端连接时，该socket在线程中创建，且未退出线程。 //所以要在这里监听socket，此时会将accept返回失败，监听线程退出。 g_dwFlag |= F_STOP; //设置退出标志，以便让服务线程中止 while (g_iThreadCount > 0); //等待服务线程关闭 WSACleanup(); DeleteCriticalSection(&cs); EndDialog(hwnd, 0); return TRUE; } return FALSE; }
//resource.h
//{{NO_DEPENDENCIES}} // Microsoft Visual C++ 生成的包含文件。 // 供 ChatService.rc 使用 // #define IDC_COUNT 1001 // Next default values for new objects // #ifdef APSTUDIO_INVOKED #ifndef APSTUDIO_READONLY_SYMBOLS #define _APS_NEXT_RESOURCE_VALUE 102 #define _APS_NEXT_COMMAND_VALUE 40001 #define _APS_NEXT_CONTROL_VALUE 1002 #define _APS_NEXT_SYMED_VALUE 101 #endif #endif
//ChatService.rc
// Microsoft Visual C++ generated resource script. // #include "resource.h" #define APSTUDIO_READONLY_SYMBOLS ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // // Generated from the TEXTINCLUDE 2 resource. // #include "winres.h" ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// #undef APSTUDIO_READONLY_SYMBOLS ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // 中文(简体，中国) resources #if !defined(AFX_RESOURCE_DLL) || defined(AFX_TARG_CHS) LANGUAGE LANG_CHINESE, SUBLANG_CHINESE_SIMPLIFIED #ifdef APSTUDIO_INVOKED ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // // TEXTINCLUDE // 1 TEXTINCLUDE BEGIN "resource.h " END 2 TEXTINCLUDE BEGIN "#include ""winres.h"" " " " END 3 TEXTINCLUDE BEGIN " " " " END #endif // APSTUDIO_INVOKED ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // // Dialog // CHATSERVICE DIALOGEX 0, 0, 165, 36 STYLE DS_SETFONT | DS_MODALFRAME | DS_FIXEDSYS | WS_POPUP | WS_CAPTION | WS_SYSMENU CAPTION "TCP聊天室服务器" FONT 8, "MS Shell Dlg", 400, 0, 0x1 BEGIN LTEXT "当前连线的客户端数量：",IDC_STATIC,15,15,89,8 LTEXT "0",IDC_COUNT,109,15,44,8 END ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // // DESIGNINFO // #ifdef APSTUDIO_INVOKED GUIDELINES DESIGNINFO BEGIN "TCPECHO", DIALOG BEGIN LEFTMARGIN, 7 RIGHTMARGIN, 158 TOPMARGIN, 7 BOTTOMMARGIN, 29 END END #endif // APSTUDIO_INVOKED #endif // 中文(简体，中国) resources ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// #ifndef APSTUDIO_INVOKED ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // // Generated from the TEXTINCLUDE 3 resource. // ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// #endif // not APSTUDIO_INVOKED
★客户端文件★
//ChatClient.c
/*-------------------------------------------------------------------- CHATCLIENT.C —— 使用 TCP 协议的聊天室例子程序（客户端） ; 本例子使用阻塞模式socket (c)浅墨浓香，2015.6.27 --------------------------------------------------------------------*/ #include <windows.h> #include "resource.h" #include <strsafe.h> #include "..\ChapService\SocketRoute.h" #include "..\ChapService\Message.h" #pragma comment(lib,"WS2_32.lib") #define TCP_PORT 9999 TCHAR szAppName[] = TEXT("ChatClient"); typedef struct _tagSOCKPARAMS { TCHAR szUserName[12]; TCHAR szPassword[12]; TCHAR szText[256]; char szServer[16]; HWND hWinMain; SOCKET sock; int nLastTime; }SOCKPARAMS,*PSOCKPARAMS; BOOL CALLBACK DlgProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM); DWORD WINAPI WorkThread(LPVOID lpParameter); int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, PSTR szCmdLine, int nCmdShow) { if (-1==DialogBox(hInstance, TEXT("ChatClient"), NULL, DlgProc)) { MessageBox(NULL, TEXT("This program requires Windows NT!"), szAppName, MB_OK | MB_ICONEXCLAMATION); } return 0; } void EnableWindows(HWND hwnd, BOOL bEnable) { EnableWindow(GetDlgItem(hwnd,IDC_SERVER), bEnable); EnableWindow(GetDlgItem(hwnd, IDC_USER), bEnable); EnableWindow(GetDlgItem(hwnd, IDC_PASS), bEnable); EnableWindow(GetDlgItem(hwnd, IDC_LOGIN), bEnable); } DWORD WINAPI WorkThread(LPVOID lpParameter) { SOCKPARAMS* pSockParams = (PSOCKPARAMS)lpParameter; TCHAR szErrIP[] = TEXT("无效的服务器IP地址!"); TCHAR szErrConnect[] = TEXT("无法连接到服务器!"); TCHAR szErrLogin[] = TEXT("无法登录到服务器，请检查用户名密码!"); TCHAR szSpar[] = TEXT(" : "); SOCKET sockWork; SOCKADDR_IN sa; char szBuffer[512]; PMSGSTRUCT pMsgStruct; int iRet; pMsgStruct = (PMSGSTRUCT)szBuffer; //将编辑框(服务器IP、用户名、密码)及登录按钮变灰色 EnableWindows(pSockParams->hWinMain, FALSE); /********************************************************************* 创建 socket *********************************************************************/ memset(&sa, 0, sizeof(SOCKADDR_IN)); if (INADDR_NONE == inet_addr(pSockParams->szServer)) { MessageBox(pSockParams->hWinMain, szErrIP,szAppName,MB_OK | MB_ICONSTOP); EnableWindows(pSockParams->hWinMain, TRUE); return 0; } sa.sin_family = AF_INET; sa.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(pSockParams->szServer); sa.sin_port = htons(TCP_PORT); sockWork = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); pSockParams->sock = sockWork; /********************************************************************* 连接到服务器 *********************************************************************/ if (SOCKET_ERROR == connect(sockWork, (PSOCKADDR)&sa, sizeof(SOCKADDR_IN))) { MessageBox(pSockParams->hWinMain, szErrConnect, szAppName, MB_OK | MB_ICONSTOP); EnableWindows(pSockParams->hWinMain, TRUE); closesocket(pSockParams->sock); pSockParams->sock = 0; return 0; } /********************************************************************* 登录到服务器 *********************************************************************/ StringCchCopy(pMsgStruct->Login.szUserName, lstrlen(pSockParams->szUserName)+1, pSockParams->szUserName); StringCchCopy(pMsgStruct->Login.szPassword, lstrlen(pSockParams->szPassword) + 1, pSockParams->szPassword); pMsgStruct->MsgHead.nCmdID = CMD_LOGIN; pMsgStruct->MsgHead.cbSize = sizeof(MSGHEAD)+sizeof(MSGLOGIN); //发送登录命令 iRet = send(sockWork, szBuffer, pMsgStruct->MsgHead.cbSize, 0); if (SOCKET_ERROR == iRet) { MessageBox(pSockParams->hWinMain, szErrLogin, szAppName, MB_OK | MB_ICONSTOP); EnableWindows(pSockParams->hWinMain, TRUE); closesocket(sockWork); pSockParams->sock = 0; return 0; } //等待服务器验证结果 iRet = RecvPacket(sockWork, szBuffer, sizeof(MSGHEAD)+sizeof(MSGLOGINRESP)); if ((!iRet) || (pMsgStruct->LoginResp.dbResult !=1)) //验证失败 { MessageBox(pSockParams->hWinMain, szErrLogin, szAppName, MB_OK | MB_ICONSTOP); EnableWindows(pSockParams->hWinMain, TRUE); closesocket(sockWork); pSockParams->sock = 0; return 0; } //登录成功 EnableWindow(GetDlgItem(pSockParams->hWinMain, IDC_LOGOUT), TRUE); EnableWindow(GetDlgItem(pSockParams->hWinMain, IDC_TEXT), TRUE); pSockParams->nLastTime = GetTickCount(); /********************************************************************* 循环接收消息 *********************************************************************/ while (pSockParams->sock) { //服务器端每隔30秒会发送一个链路检测包过来，如果客户端超过60秒没接收到 //表示链路己断，则退出。 if ((GetTickCount() - pSockParams->nLastTime) >=60*1000) //超过60秒，则退出 break; iRet = WaitData(sockWork, 200 * 1000);//等待200ms if (SOCKET_ERROR == iRet) break; if (iRet) { if (SOCKET_ERROR == RecvPacket(sockWork, szBuffer, sizeof(MSGSTRUCT))) break; if (pMsgStruct->MsgHead.nCmdID == CMD_MSG_DOWN) { StringCbCopy((TCHAR*)szBuffer, sizeof(pMsgStruct->MsgDown.szSender), pMsgStruct->MsgDown.szSender); StringCchCat((TCHAR*)szBuffer,lstrlen((TCHAR*)szBuffer)+lstrlen(szSpar)+1, szSpar); StringCchCat((TCHAR*)szBuffer, lstrlen((TCHAR*)szBuffer) + lstrlen(pMsgStruct->MsgDown.szContent) + 1, pMsgStruct->MsgDown.szContent); SendDlgItemMessage(pSockParams->hWinMain, IDC_INFO, LB_INSERTSTRING, 0, (LPARAM)szBuffer); } pSockParams->nLastTime = GetTickCount(); } } //启用编辑框(服务器IP、用户名、密码)及登录按钮 EnableWindows(pSockParams->hWinMain, TRUE); closesocket(sockWork); pSockParams->sock =0; return 0; } BOOL CALLBACK DlgProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam) { static SOCKPARAMS sockParam; MSGSTRUCT msgStruct; RECT rect; WSADATA wsa; BOOL bEnable; HANDLE hWorkThread; int iRet; switch (message) { case WM_COMMAND: switch (LOWORD(wParam)) { case IDC_SERVER: case IDC_USER: case IDC_PASS: GetDlgItemTextA(hwnd, IDC_SERVER, sockParam.szServer, sizeof(sockParam.szServer)); GetDlgItemText(hwnd, IDC_USER, sockParam.szUserName, sizeof(sockParam.szUserName)); GetDlgItemText(hwnd, IDC_PASS, sockParam.szPassword, sizeof(sockParam.szPassword)); bEnable = sockParam.szServer[0] && sockParam.szUserName[0] && sockParam.szPassword[0] && (sockParam.sock==0); EnableWindow(GetDlgItem(hwnd, IDC_LOGIN), bEnable); return TRUE; //登录成功后，输入聊天语句后才能激活“发送”按钮 case IDC_TEXT: GetDlgItemText(hwnd, IDC_TEXT, sockParam.szText, sizeof(sockParam.szText)); bEnable = (lstrlen(sockParam.szText) > 0) && sockParam.sock; EnableWindow(GetDlgItem(hwnd, IDOK), bEnable); return TRUE; case IDC_LOGIN: hWorkThread = CreateThread(NULL, 0, WorkThread, &sockParam, 0, 0); CloseHandle(hWorkThread); return TRUE; case IDC_LOGOUT: if (sockParam.sock) closesocket(sockParam.sock); sockParam.sock = 0; return TRUE; case IDOK: StringCchCopy((TCHAR*)&msgStruct.MsgUp.szConetent, lstrlen(sockParam.szText)+1, sockParam.szText); msgStruct.MsgUp.cbSizeConent = sizeof(TCHAR)*(lstrlen(sockParam.szText) + 1); msgStruct.MsgHead.nCmdID = CMD_MSG_UP; msgStruct.MsgHead.cbSize = sizeof(MSGHEAD)+sizeof(msgStruct.MsgUp.cbSizeConent) + msgStruct.MsgUp.cbSizeConent; iRet = send(sockParam.sock, (char*)&msgStruct, msgStruct.MsgHead.cbSize, 0); if (SOCKET_ERROR == iRet) { if (sockParam.sock) closesocket(sockParam.sock); sockParam.sock = 0; return TRUE; } sockParam.nLastTime = GetTickCount(); SetDlgItemText(hwnd, IDC_TEXT, NULL); SetFocus(GetDlgItem(hwnd, IDC_TEXT)); return TRUE; } break; case WM_INITDIALOG: sockParam.hWinMain = hwnd; GetWindowRect(hwnd, &rect); SetWindowPos(hwnd, NULL, (GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN) - rect.right + rect.left) / 2, (GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN) - rect.bottom + rect.top) / 2, rect.right - rect.left, rect.bottom - rect.top, SWP_SHOWWINDOW); SendDlgItemMessage(hwnd, IDC_SERVER, EM_SETLIMITTEXT, 15, 0); SendDlgItemMessage(hwnd, IDC_USER, EM_SETLIMITTEXT, 11, 0); SendDlgItemMessage(hwnd, IDC_PASS, EM_SETLIMITTEXT, 11, 0); SendDlgItemMessage(hwnd, IDC_TEXT, EM_SETLIMITTEXT, 250, 0); SetDlgItemText(hwnd, IDC_SERVER, TEXT("127.0.0.1")); SetDlgItemText(hwnd, IDC_USER, TEXT("SantaClaus")); SetDlgItemText(hwnd, IDC_PASS, TEXT("123456")); WSAStartup(0x0002, &wsa); return TRUE; case WM_CLOSE: WSACleanup(); EndDialog(hwnd, 0); return TRUE; } return FALSE; }
//resource.h
//{{NO_DEPENDENCIES}} // Microsoft Visual C++ 生成的包含文件。 // 供 ChapClient.rc 使用 // #define IDC_SERVER 1001 #define IDC_USER 1002 #define IDC_PASS 1003 #define IDC_LOGIN 1004 #define IDC_LOGOUT 1005 #define IDC_INFO 1006 #define IDC_TEXT 1007 // Next default values for new objects // #ifdef APSTUDIO_INVOKED #ifndef APSTUDIO_READONLY_SYMBOLS #define _APS_NEXT_RESOURCE_VALUE 102 #define _APS_NEXT_COMMAND_VALUE 40001 #define _APS_NEXT_CONTROL_VALUE 1009 #define _APS_NEXT_SYMED_VALUE 101 #endif #endif
//CharClient.rc
// Microsoft Visual C++ generated resource script. // #include "resource.h" #define APSTUDIO_READONLY_SYMBOLS ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // // Generated from the TEXTINCLUDE 2 resource. // #include "winres.h" ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// #undef APSTUDIO_READONLY_SYMBOLS ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // 中文(简体，中国) resources #if !defined(AFX_RESOURCE_DLL) || defined(AFX_TARG_CHS) LANGUAGE LANG_CHINESE, SUBLANG_CHINESE_SIMPLIFIED #ifdef APSTUDIO_INVOKED ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // // TEXTINCLUDE // 1 TEXTINCLUDE BEGIN "resource.h " END 2 TEXTINCLUDE BEGIN "#include ""winres.h"" " " " END 3 TEXTINCLUDE BEGIN " " " " END #endif // APSTUDIO_INVOKED ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // // Dialog // CHATCLIENT DIALOGEX 0, 0, 249, 176 STYLE DS_SETFONT | DS_MODALFRAME | DS_FIXEDSYS | WS_POPUP | WS_CAPTION | WS_SYSMENU CAPTION "Tcp聊天—客户端" FONT 8, "MS Shell Dlg", 400, 0, 0x1 BEGIN LTEXT "服务器IP地址",IDC_STATIC,15,18,48,8 EDITTEXT IDC_SERVER,64,16,113,14 LTEXT "用户名",IDC_STATIC,15,40,25,8 LTEXT "密码",IDC_STATIC,107,40,17,8 EDITTEXT IDC_USER,43,37,58,14,ES_AUTOHSCROLL EDITTEXT IDC_PASS,127,37,50,14,ES_AUTOHSCROLL PUSHBUTTON "登录(&L)",IDC_LOGIN,185,16,50,14,WS_DISABLED PUSHBUTTON "注销(&X)",IDC_LOGOUT,185,37,50,14,WS_DISABLED LISTBOX IDC_INFO,14,55,220,97,LBS_SORT | WS_VSCROLL LTEXT "输入",IDC_STATIC,14,154,17,8 EDITTEXT IDC_TEXT,33,151,138,14,ES_AUTOHSCROLL | WS_DISABLED DEFPUSHBUTTON "发送(&S)",IDOK,180,151,50,14,WS_DISABLED END ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // // DESIGNINFO // #ifdef APSTUDIO_INVOKED GUIDELINES DESIGNINFO BEGIN "CHATCLIENT", DIALOG BEGIN LEFTMARGIN, 7 RIGHTMARGIN, 240 TOPMARGIN, 7 BOTTOMMARGIN, 169 END END #endif // APSTUDIO_INVOKED #endif // 中文(简体，中国) resources ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// #ifndef APSTUDIO_INVOKED ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // // Generated from the TEXTINCLUDE 3 resource. // ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// #endif // not APSTUDIO_INVOKED