Windows套接字I/O模型（1） -- 阻塞模型

套接字I/O的阻塞模型是最常见的，也是进行socket编程时最早接触的一个模型。因为它是阻塞的，所以一般都会结合线程一起使用（如将

accept

，

recv

等放到单独的线程），防止阻塞主线程。下面的示例只演示了基本都流程，并没有请其放到独立的线程中执行。

一、服务端

服务端大致流程:

1. 创建Socket

2. Bind端口

3. 开始Listen

4. accept客户端连接（一般在子线程中不间断accept）

5. send数据到客户端（也可以recv）

6. close socket

#include <winsock2.h>
#include <iostream>
#include <assert.h>

using namespace std;

#pragma comment(lib, "Ws2_32.lib")

const u_short kPort = 10001;
const std::string kHelloServer = "hello, I'm server.";

int main()
{
WSADATA wsaData;
WORD wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);
WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);

SOCKET socket_ = INVALID_SOCKET;
SOCKET s_ = INVALID_SOCKET;

do
{
// (1)
socket_ = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (socket_ == INVALID_SOCKET) {
std::cout << "create socket failed, GLE: " << WSAGetLastError() << std::endl;
break;
}

// (2)
struct sockaddr_in addr = { 0 };
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
addr.sin_port = htons(kPort);
if (bind(socket_, reinterpret_cast<const sockaddr*>(&addr), sizeof(addr)) == SOCKET_ERROR) {
std::cout << "bind failed, GLE: " << WSAGetLastError() << std::endl;
break;
}

// (3)
if (listen(socket_, 5) == SOCKET_ERROR) {
std::cout << "listen failed, GLE: " << WSAGetLastError() << std::endl;
break;
}
std::cout << "listen on port: " << kPort << std::endl;

// (4)
while (true)
{
struct sockaddr_in addr_c = { 0 };
int addr_len = sizeof(addr_c);
SOCKET s = accept(socket_, reinterpret_cast<sockaddr*>(&addr_c), &addr_len);
if (s == SOCKET_ERROR) {
std::cout << "accept failed, GLE: " << WSAGetLastError() << std::endl;
break;
}
std::cout << "new connection" << endl;

// (5)
// 此处使用while循环send，详见 三、流协议
int left = kHelloServer.length();
int idx = 0;
while (left > 0) {
int err = send(s, (const char*)(kHelloServer.c_str() + idx), left, 0);
if (err == SOCKET_ERROR) {
std::cout << "send failed, GLE: " << WSAGetLastError() << std::endl;
break;
}

left -= err;
idx += err;

std::cout << "bytes sent: " << err << std::endl;
}
}
} while (false);

// (6)
closesocket(socket_);
closesocket(s_);

WSACleanup();
return 0;
}

二、客户端

客户端大致流程：

1. 创建Socket

2. connect服务端

3. recv接收数据从服务端(也可以send)

4. close socket

#include <iostream>
#include <winsock2.h>
#include <assert.h>
#pragma comment(lib, "Ws2_32.lib")

const std::string kIP = "127.0.0.1";
const u_short kPort = 10001;
const std::string kHelloClient = "hello, I'm client.";

int main()
{
WSADATA wsaData;
WORD wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);
WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);

SOCKET socket_ = INVALID_SOCKET;

do
{
// (1)
socket_ = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (socket_ == INVALID_SOCKET) {
std::cout << "create socket failed, GLE: " << WSAGetLastError() << std::endl;
break;
}

// (2)
struct sockaddr_in addr = { 0 };
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(kIP.c_str());
addr.sin_port = htons(kPort);
if (connect(socket_, reinterpret_cast<const sockaddr*>(&addr), sizeof(addr)) == SOCKET_ERROR) {
std::cout << "connect failed, GLE: " << WSAGetLastError() << std::endl;
break;
}

// (3)
char buf[100] = { 0 };
int err = recv(socket_, buf, 100, 0);
if (err > 0) {
std::cout << "recv: " << buf << std::endl;
}
else if (err == 0) {
std::cout << "connection closed." << std::endl;
break;
}
else {
std::cout << "recv failed, GLE: " << WSAGetLastError() << std::endl;
break;
}
} while (false);

// (4)
closesocket(socket_);

WSACleanup();
return 0;
}

三、流协议

由于大多数面向连接的协议（如TCP）也是流协议。在流协议中，发送者和接收者可以将数据分解成小块数据，或将数据合并成大块数据。对于流套接字上收发数据所有用的函数（如send, recv），需要知道的是：它们不能保证要求进行读取或写入的数据量。比如用send发送一个有1024字节的字符缓冲区时，send函数可能返回的已发出的字节数少于1024。因为对每个收发数据的套接字来说，系统都为它们分配了充足的缓冲区空间，所以send的返回值将被设为已经发送的字节数。

针对这种情况，要保证缓冲区所有数据都被发送出去，可以采用下面的代码：

int left = kHelloServer.length();
int idx = 0;
while (left > 0) {
int err = send(s, (const char*)(kHelloServer.c_str() + idx), left, 0);
if (err == SOCKET_ERROR) {
std::cout << "send failed, GLE: " << WSAGetLastError() << std::endl;
break;
}

left -= err;
idx += err;

std::cout << "bytes sent: " << err << std::endl;
}

对于接收数据来说，也可以采用上面的方式，但意义不大，因为我们一般都是循环的、不间断的接收数据，很少有上面的例子中的，只接收一次的情况。