用VC++6.0的Sockets API实现一个聊天室程序

1.VC++网络编程及Windows Sockets API简介

　　VC++对网络编程的支持有socket支持，WinInet支持，MAPI和ISAPI支持等。其中，Windows Sockets API是TCP/IP网络环境里，也是Internet上进行开发最为通用的API。最早美国加州大学Berkeley分校在UNIX下为TCP/IP协议开发了一个API，这个API就是著名的Berkeley Socket接口(套接字)。在桌面操作系统进入Windows时代后，仍然继承了Socket方法。在TCP/IP网络通信环境下，Socket数据传输是一种特殊的I/O，它也相当于一种文件描述符，具有一个类似于打开文件的函数调用-socket()。可以这样理解：Socket实际上是一个通信端点，通过它，用户的Socket程序可以通过网络和其他的Socket应用程序通信。Socket存在于一个”通信域”(为描述一般的线程如何通过Socket进行通信而引入的一种抽象概念)里，并且与另一个域的Socket交换数据。Socket有三类。第一种是SOCK_STREAM(流式)，提供面向连接的可靠的通信服务，比如telnet,http。第二种是SOCK_DGRAM(数据报)，提供无连接不可靠的通信，比如UDP。第三种是SOCK_RAW(原始)，主要用于协议的开发和测试，支持通信底层操作，比如对IP和ICMP的直接访问。

　　2.Windows Socket机制分析

　　2.1一些基本的Socket系统调用

　　主要的系统调用包括：socket()-创建Socket；bind()-将创建的Socket与本地端口绑定；connect()与accept()-建立Socket连接；listen()-服务器监听是否有连接请求；send()-数据的可控缓冲发送；recv()-可控缓冲接收；closesocket()-关闭Socket。

　　2.2Windows Socket的启动与终止

　　启动函数WSAStartup()建立与Windows Sockets DLL的连接，终止函数WSAClearup()终止使用该DLL，这两个函数必须成对使用。

　　2.3异步选择机制

　　Windows是一个非抢占式的操作系统，而不采取UNIX的阻塞机制。当一个通信事件产生时，操作系统要根据设置选择是否对该事件加以处理，WSAAsyncSelect()函数就是用来选择系统所要处理的相应事件。当Socket收到设定的网络事件中的一个时，会给程序窗口一个消息，这个消息里会指定产生网络事件的Socket，发生的事件类型和错误码。

　　2.4异步数据传输机制

　　WSAAsyncSelect()设定了Socket上的须响应通信事件后，每发生一个这样的事件就会产生一个WM_SOCKET消息传给窗口。而在窗口的回调函数中就应该添加相应的数据传输处理代码。

　　3.聊天室程序的设计说明

　　3.1实现思想

　　在Internet上的聊天室程序一般都是以服务器提供服务端连接响应，使用者通过客户端程序登录到服务器，就可以与登录在同一服务器上的用户交谈，这是一个面向连接的通信过程。因此，程序要在TCP/IP环境下，实现服务器端和客户端两部分程序。

　　3.2服务器端工作流程

　　服务器端通过socket()系统调用创建一个Socket数组后(即设定了接受连接客户的最大数目)，与指定的本地端口绑定bind()，就可以在端口进行侦听listen()。如果有客户端连接请求，则在数组中选择一个空Socket，将客户端地址赋给这个Socket。然后登录成功的客户就可以在服务器上聊天了。

　　3.3客户端工作流程

　　客户端程序相对简单，只需要建立一个Socket与服务器端连接，成功后通过这个Socket来发送和接收数据就可以了。

4.核心代码分析

　　限于篇幅，这里仅给出与网络编程相关的核心代码，其他的诸如聊天文字的服务器和客户端显示读者可以自行添加。

　　4.1服务器端代码

　　开启服务器功能:

void OnServerOpen() //开启服务器功能
{
　WSADATA wsaData;
　int iErrorCode;
　char chInfo[64];
　if (WSAStartup(WINSOCK_VERSION, &wsaData)) //调用Windows Sockets DLL
　　{ MessageBeep(MB_ICONSTOP);
　　　MessageBox(“Winsock无法初始化!”, AfxGetAppName(), MB_OK|MB_ICONSTOP);
　　　WSACleanup();
　　　return; }
　else
　　WSACleanup();
　　if (gethostname(chInfo, sizeof(chInfo)))
　　{ ReportWinsockErr(“\n无法获取主机!\n “);
　　　return; }
　　CString csWinsockID = “\n==>>服务器功能开启在端口：No. “;
　　csWinsockID += itoa(m_pDoc->m_nServerPort, chInfo, 10);
　　csWinsockID += “\n”;
　　PrintString(csWinsockID); //在程序视图显示提示信息的函数，读者可自行创建
　　m_pDoc->m_hServerSocket=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, DEFAULT_PROTOCOL);
　　//创建服务器端Socket，类型为SOCK_STREAM，面向连接的通信
　　if (m_pDoc->m_hServerSocket == INVALID_SOCKET)
　　{ ReportWinsockErr(“无法创建服务器socket!”);
　　　return;}
　　m_pDoc->m_sockServerAddr.sin_family = AF_INET;
　　m_pDoc->m_sockServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
　　m_pDoc->m_sockServerAddr.sin_port = htons(m_pDoc->m_nServerPort);
　　if (bind(m_pDoc->m_hServerSocket, (LPSOCKADDR)&m_pDoc->m_sockServerAddr, 　　
　　　　 sizeof(m_pDoc->m_sockServerAddr)) == SOCKET_ERROR) //与选定的端口绑定
　　　{ReportWinsockErr(“无法绑定服务器socket!”);
　　　　return;}
　　　iErrorCode=WSAAsyncSelect(m_pDoc->m_hServerSocket,m_hWnd,
　　　WM_SERVER_ACCEPT, FD_ACCEPT);
　　　//设定服务器相应的网络事件为FD_ACCEPT，即连接请求，
　　　// 产生相应传递给窗口的消息为WM_SERVER_ACCEPT
　　if (iErrorCode == SOCKET_ERROR)
　　　{ ReportWinsockErr(“WSAAsyncSelect设定失败!”);
　　　　return;}
　　if (listen(m_pDoc->m_hServerSocket, QUEUE_SIZE) == SOCKET_ERROR) //开始监听客户连接请求
　　　{ReportWinsockErr(“服务器socket监听失败!”);
　　　　m_pParentMenu->EnableMenuItem(ID_SERVER_OPEN, MF_ENABLED);
　　　　return;}
　　m_bServerIsOpen = TRUE; //监视服务器是否打开的变量
　return;
}

　　响应客户发送聊天文字到服务器：ON_MESSAGE(WM_CLIENT_READ, OnClientRead)

LRESULT OnClientRead(WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
　int iRead;
　int iBufferLength;
　int iEnd;
　int iRemainSpace;
　char chInBuffer[1024];
　int i;
　for(i=0;(i 　　//MAXClient是服务器可响应连接的最大数目
　　{}
　if(i==MAXClient) return 0L;
　　iBufferLength = iRemainSpace = sizeof(chInBuffer);
　　iEnd = 0;
　　iRemainSpace -= iEnd;
　　iBytesRead = recv(m_aClientSocket, (LPSTR)(chInBuffer+iEnd), iSpaceRemaining, NO_FLAGS); 　　//用可控缓冲接收函数recv()来接收字符
　　iEnd+=iRead;
　if (iBytesRead == SOCKET_ERROR)
　　ReportWinsockErr(“recv出错!”);
　　chInBuffer[iEnd] = ‘\0′;
　if (lstrlen(chInBuffer) != 0)
　　{PrintString(chInBuffer); //服务器端文字显示
　　　OnServerBroadcast(chInBuffer); //自己编写的函数，向所有连接的客户广播这个客户的聊天文字
　　}
　return(0L);
}

　　对于客户断开连接，会产生一个FD_CLOSE消息，只须相应地用closesocket()关闭相应的Socket即可，这个处理比较简单。

　　4.2客户端代码

　　连接到服务器：

void OnSocketConnect()
{ WSADATA wsaData;
　DWORD dwIPAddr;
　SOCKADDR_IN sockAddr;
　if(WSAStartup(WINSOCK_VERSION,&wsaData)) //调用Windows Sockets DLL
　{MessageBox(“Winsock无法初始化!”,NULL,MB_OK);
　　return;
　}
　m_hSocket=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0); //创建面向连接的socket
　sockAddr.sin_family=AF_INET; //使用TCP/IP协议
　sockAddr.sin_port=m_iPort; //客户端指定的IP地址
　sockAddr.sin_addr.S_un.S_addr=dwIPAddr;
　int nConnect=connect(m_hSocket,(LPSOCKADDR)&sockAddr,sizeof( sockAddr)); //请求连接
　if(nConnect)
　　ReportWinsockErr(“连接失败!”);
　else
　　MessageBox(“连接成功!”,NULL,MB_OK);
　　int iErrorCode=WSAAsyncSelect(m_hSocket,m_hWnd,WM_SOCKET_READ,FD _READ);
　　//指定响应的事件，为服务器发送来字符
　if(iErrorCode==SOCKET_ERROR)
　MessageBox(“WSAAsyncSelect设定失败!”);
}

　　接收服务器端发送的字符也使用可控缓冲接收函数recv()，客户端聊天的字符发送使用数据可控缓冲发送函数send()，这两个过程比较简单，在此就不加赘述了。

　　5.小结

　　通过聊天室程序的编写，可以基本了解Windows Sockets API编程的基本过程和精要之处。本程序在VC++6.0下编译通过，在使用windows 98/NT的局域网里运行良好。