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UDP编程
一： socket编程中的几种地址
Socket编程会遇到三种地址, 都是定义的结构体(struct):
Struct in_addr
{
Unsigned int s_addr;
}
这是一个IPv4地址，在IPv4的报文中，源地址和目的地址用32bit表示。通常定义在netinet/in.h中。
Struct sockaddr
{
Unsigned short sa_family;
Char sa_data[14];
};
这就是一个socket地址, 不论什么使用socket的调用都须要这样的格式的地址，所以我们能够看到大部分程序在这里都进行了一个强制转换。
sa_family表示地址类型，通常为AF_UNIX或者是AF_INET;
sa_data[14]，存储地址信息，比方IP地址，port号等等。
sockaddr通常定义在bits/socket.h文件里
因为sockaddr这个地址不太easy分析，因此就用了一种easy分析的地址来表示sockaddr, 这就是sockaddr_in产生的原因，通常sockaddr_in定义于netinet/in.h文件里
Struct sockaddr_in{
Unsigned short sa_family;
Unsigned short sin_port;
Struct in_addr sin_addr;
Unsigned char sin_zero[8];
};
Sa_family表示地址类型，与sockaddr的sa_family相应
Sin_port表示端口号
Sin_addr表示IP地址
Sin_zero[8]用于零填充，使得sockaddr_in和sockaddr可以转换。在使用sockaddr_in时，必须用bzero()或memset()把这个数组所有清零。
二： UDP Socket编程
UDP是不保证数据正确传输的协议，它不过对IP协议进行了简单的封装(添加了port)，所以要保证传输数据的正确性须要程序猿自己来处理。UDP相对于TCP的一个优点就是没有建立连接时的开销，这样两个端点之间没有就必要维持连接。
UDP Socket编程比TCP要简单的多。下面是UDP的编程步骤：
第1步：向内核申请套接字，使用socket()函数，这是不论什么socket编程的第1步。
第2步，绑定socket地址(也适用于TCP)，对于server端是必须的，对于client是可选的。使用bind()函数。Bind的实质是将socket与本地地址绑定。本地地址主要指IP和port。对于一个主机来说，bind的主要意义在于绑定port。由于本地地址是知道的，通过试验，发现仅仅有绑定的地址仅仅能为 0.0.0.0或者本机的IP地址才有效。否则，指定一个网络地址(注意这个词)，会导致收发数据不正常，不论什么一个可能成为client的IP地址都不能被绑 定。所谓的本地地址，即是如此。所以说bind的真正意义在于绑定port。对于UDPclient来说，假设不用bind，那么OS会自己主动分配一个当前已用port 号+1的port供其暂时使用。
第3步，数据传输。对于UDP来说，由于没有建立连接，所以并不知道发送数据的目的地址，这就须要在send使指定目的地址，所以用sendto(), 当然也能够在第3部之前调用connect()进行一下连接，但对于UDP来说，不过记录对方的地址，这样就能够在发数据时不用指定地址(用 send()), 使用recv/recvfrom收数据，这两个函数的差别只在于，recvfrom会记录对方的socket地址，recvfrom有一个easy出错的地 方，就是关于from地址的长度，在调用时这个长度必须是结构体struct sockaddr的长度，由于在recvfrom的实现中将会用到这个值。Recv/send中的flag假设是0，那么这两个函数等同于read /write. 须要注意的是，系统的socket缓冲区中并没有对收到的数据作字符串式的结尾处理，所以分析报文须要时须要用到recv/recvfrom返回的实际读 取长度。
第4步，结束，使用close()关闭套接字。
正如前文所述，socket编程会遇到3种地址，事实上仅仅须要记住：全部的系统调用均使用sockaddr这样的地址。
int sendto(int sockfd, const void *msg,int len,unsigned int flags,const struct sockaddr *to, int tolen);
该函数比send()函数多了两个參数，to表示目地机的IP地址和port号信息，而tolen经常被赋值为sizeof (struct sockaddr)。Sendto 函数也返回实际发送的数据字节长度或在出现发送错误时返回-1。
int recvfrom(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags,struct sockaddr *from,int *fromlen);
from是一个struct sockaddr类型的变量，该变量保存源机的IP地址及port号。fromlen常置为sizeof(struct sockaddr)。当recvfrom()返回时，fromlen包括实际存入from中的数据字节数。Recvfrom()函数返回接收到的字节数或 当出现错误时返
三：创建用于通讯的Socket类
#include "winsock.h"
//UDPclient发送错误回调函数,回调函数能够通过自己定义消息更新页面
typedef void (CALLBACK* ONUDPERROR)(void*,int nErrorCode);
//UDPclient接收数据回调函数
typedef void (CALLBACK* ONUDPRECV)(void*,char* buf,DWORD dwBufLen,sockaddr* saRecvAddress);
class CUDP_CE
{
public:
CUDP_CE(void);
~CUDP_CE(void);
public:
//打开UDP通讯
DWORD Open(void* pOwner,int localPort, LPCTSTR remoteHost ,int remotePort);
//关闭UDP通讯
DWORD Close(void);
//发送数据
DWORD SendData(const char *buf, int len);
private:
//通讯线程函数
static UINT RecvThread(LPVOID lparam);
private:
SOCKET m_UDPSocket; //UDP Socket通讯套接字
struct sockaddr_in m_RemoteAddr; //存储远程通讯地址
HANDLE m_ExitThreadEvent; //线程退出事件
void * m_pOwner; //存储父对象句柄
char m_recvBuf[4096] ; //接收数据缓冲区
public:
//UDP错误发生事件
ONUDPERROR m_OnUdpError;
//UDP接收数据事件
ONUDPRECV m_OnUdpRecv;
};
//构造函数
CUDP_CE::CUDP_CE(void)
{
m_UDPSocket = 0; //UDP Socket通讯套接字
m_pOwner = NULL; //存储父对象句柄
ZeroMemory(m_recvBuf,4096) ; //接收数据缓冲区
m_OnUdpError = NULL; //UDP错误发生事件
m_OnUdpRecv = NULL; //UDP接收数据事件
}
//析构函数
CUDP_CE::~CUDP_CE(void)
{
}
/*
*函数介绍：打开UDP通讯port
*入口參数：pOwner: 指定父对象指针
localPort: 指定远程UDPport
romoteHost:指定远程IP地址
remotePort:指定远程UDPport
*出口參数：(无)
*返回值：代表成功；-1，-2，-3等都代表失败
*/
DWORD CUDP_CE::Open(void* pOwner,int localPort,LPCTSTR remoteHost,int remotePort)
{
WSADATA wsa;
//传递父对象指针
m_pOwner = pOwner;
//载入winsock动态链接库
if (WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsa) != 0)
{
return -1;//代表失败
}
//创建UDP套接字
m_UDPSocket = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,IPPROTO_UDP);
if (m_UDPSocket == INVALID_SOCKET)
{
return -2;
}
//设置本地地址
SOCKADDR_IN localAddr;
localAddr.sin_family = AF_INET;
localAddr.sin_port = htons(localPort);
localAddr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
//绑定地址
if(bind(m_UDPSocket,(sockaddr*)&localAddr,sizeof(localAddr))!=0)
{
return -3;
}
//设置非阻塞通讯
DWORD ul= 1;
ioctlsocket(m_UDPSocket,FIONBIO,&ul);
//创建一个线程退出事件
m_ExitThreadEvent = CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL);
//创建通讯线程
AfxBeginThread(RecvThread,this);
//设置对方地址
m_RemoteAddr.sin_family = AF_INET;
m_RemoteAddr.sin_port = htons(remotePort);
//此处要将双字节转换成单字节
char ansiRemoteHost[255];
ZeroMemory(ansiRemoteHost,255);
WideCharToMultiByte(CP_ACP,WC_COMPOSITECHECK,remoteHost,wcslen(remoteHost)
,ansiRemoteHost,wcslen(remoteHost),NULL,NULL);
m_RemoteAddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(ansiRemoteHost);
return 1;
}
/*
*函数介绍：关闭UDP通讯port
*入口參数：(无)
*出口參数：(无)
*返回值：代表成功；-1，-2等都代表失败
*/
DWORD CUDP_CE::Close(void)
{
//设置通讯线程退出事件，通知线程退出
SetEvent(m_ExitThreadEvent);
Sleep(1000);
//关闭线程句柄
CloseHandle(m_ExitThreadEvent);
//关闭socket
if (closesocket(m_UDPSocket) == SOCKET_ERROR)
{
return -1;
}
//释放socket资源
if (WSACleanup() == SOCKET_ERROR)
{
return -2;
}
return 1;
}
/*
*函数介绍：发送数据
*入口參数：buf:缓冲区数据
len:缓冲数据长度
*出口參数：(无)
*返回值：发送成功代表实际发送的字节数，否则返回-1
*/
DWORD CUDP_CE::SendData(const char *buf, int len)
{
int nBytes = 0; //每次发送出去的字节
int nSendBytes=0; //已经发送出去的字节
int nErrorCode =0; //错误码
//发送数据
while (nSendBytes < len)
{
//发送数据
nBytes = sendto(m_UDPSocket,buf+nSendBytes,len-nSendBytes,0,(sockaddr*)&m_RemoteAddr,sizeof(m_RemoteAddr));
if (nBytes==SOCKET_ERROR )
{
nErrorCode = WSAGetLastError();
if (m_OnUdpError)
{
m_OnUdpError(m_pOwner,nErrorCode);
}
return -1;
}
//所有发送完成
if (nSendBytes == len)
{
break;
}
//循环发送
Sleep(500);
nSendBytes = nSendBytes + nBytes;
}
return nSendBytes;
}
/*
*函数介绍：接收线程函数
*入口參数：lparam : 指传进线程的參数
*出口參数：(无)
*返回值：无意义。
*/
UINT CUDP_CE::RecvThread(LPVOID lparam)
{
//
CUDP_CE *pSocket = (CUDP_CE*)lparam;
fd_set fdRead;
int ret;
TIMEVAL aTime;
aTime.tv_sec = 1;
aTime.tv_usec = 0;
SOCKADDR_IN tmpAddr;
int tmpRecvLen;
int recvLen;
int iErrorCode;
while (TRUE)
{
//收到退出事件，结束线程
if (WaitForSingleObject(pSocket->m_ExitThreadEvent,0) == WAIT_OBJECT_0)
{
break;
}
//将set初始化空集合
FD_ZERO(&fdRead);
//将pSocket->m_UDPSocket套接字加入到集合中
FD_SET(pSocket->m_UDPSocket,&fdRead);
//调用select函数，推断套接字I/O状态
ret = select(0,&fdRead,NULL,NULL,&aTime);
if (ret == SOCKET_ERROR)
{
iErrorCode = WSAGetLastError();
if (pSocket->m_OnUdpError)
{
pSocket->m_OnUdpError(pSocket->m_pOwner,iErrorCode);
}
break;
}
//有事件发生
if (ret > 0)
{
//收到数据
if (FD_ISSET(pSocket->m_UDPSocket,&fdRead))
{
//
tmpAddr.sin_family=AF_INET;
tmpAddr.sin_port = htons(pSocket->m_RemoteAddr.sin_port);
tmpAddr.sin_addr.s_addr =INADDR_ANY;
tmpRecvLen = sizeof(tmpAddr);
//置空接收缓冲区
ZeroMemory(pSocket->m_recvBuf,4096);
//接收数据
recvLen = recvfrom(pSocket->m_UDPSocket,pSocket->m_recvBuf, 4096,0,(SOCKADDR*)&tmpAddr,&tmpRecvLen);
if (recvLen == SOCKET_ERROR)
{
iErrorCode = WSAGetLastError();
if (pSocket->m_OnUdpError)
{
pSocket->m_OnUdpError(pSocket->m_pOwner,iErrorCode);
}
}
else if (recvLen == 0)
{
iErrorCode = WSAGetLastError();
if (pSocket->m_OnUdpError)
{
pSocket->m_OnUdpError(pSocket->m_pOwner,iErrorCode);
}
}
else
{
//调用回调函数将数据发送出去
if (pSocket->m_OnUdpRecv)
{
pSocket->m_OnUdpRecv(pSocket->m_pOwner,pSocket->m_recvBuf,recvLen,(SOCKADDR*)&tmpAddr);
}
}
}
}
}
TRACE(L"The read thread had exited./n");
return 0;
}
四：操作串口类
1：自己定义消息函数，当消息到达时，触发回调函数，回调函数通过发消息通知界面更新
//UDP 接收数据消息
#define WM_RECV_UDP_DATA WM_USER + 101
afx_msg LONG OnRecvUdpData(WPARAM wParam,LPARAM lParam);
ON_MESSAGE(WM_RECV_UDP_DATA,OnRecvUdpData)
private:
//UDP接收数据事件，回调函数
static void CALLBACK OnUdpCERecv(void * pOwner,char* buf,DWORD dwBufLen,sockaddr * addr);
//UDP通讯错误事件，回调函数
static void CALLBACK OnUdpCEError(void * pOwner,int nErrorCode);
private:
//定义UDP通讯类变量
CUDP_CE m_CEUdp;
2：打开
m_CEUdp.m_OnUdpRecv = OnUdpCERecv;
m_CEUdp.m_OnUdpError = OnUdpCEError;
DWORD nResult = m_CEUdp.Open(this,m_LocalPort,m_RemoteHost.GetBuffer(m_RemoteHost.GetLength()),m_RemotePort);
3：关闭
m_CEUdp.Close();
4：发送
char * buf =NULL; //定义发送缓冲区
DWORD dwBufLen = 0; //定义发送缓冲区长度
CString strSend = L"";
//得到发送输入框
CEdit *pEdtSendMsg = (CEdit*)GetDlgItem(IDC_EDT_SEND);
ASSERT(pEdtSendMsg != NULL);
//得到待发送的字符串
pEdtSendMsg->GetWindowTextW(strSend);
//将待发送的字符串转换成单字节，进行发送
buf = new char[strSend.GetLength()*2+1];
ZeroMemory(buf,strSend.GetLength()*2+1);
//转换成单字节进行发送
WideCharToMultiByte(CP_ACP,WC_COMPOSITECHECK,strSend.GetBuffer(strSend.GetLength())
,strSend.GetLength(),buf,strSend.GetLength()*2,NULL,NULL);
dwBufLen = strlen(buf) + 1;
//发送数据
m_CEUdp.SendData(buf,dwBufLen);
//释放内存
delete[] buf;
buf = NULL;
5：接收，消息到达时，触发回调函数，回调函数发送消息触发自己定义消息函数，更新界面
//UDP数据接收回调函数
void CALLBACK CudpDlg::OnUdpCERecv(void * pOwner,char* buf,DWORD dwBufLen,sockaddr * addr)
{
BYTE *pRecvBuf = NULL; //接收缓冲区
//得到父对象指针
CudpDlg* pThis = (CudpDlg*)pOwner;
//将接收的缓冲区复制到pRecvBuf种
pRecvBuf = new BYTE[dwBufLen];
CopyMemory(pRecvBuf,buf,dwBufLen);
//发送异步消息，表示收到串口数据，消息处理完，应释放内存
pThis->PostMessage(WM_RECV_UDP_DATA,WPARAM(pRecvBuf),dwBufLen);
}
//UDP报错回调函数
void CALLBACK CudpDlg::OnUdpCEError(void * pOwner,int nErrorCode)
{
}
// UDP接收数据处理函数
LONG CudpDlg::OnRecvUdpData(WPARAM wParam,LPARAM lParam)
{
CString strOldRecv = L"";
CString strRecv = L"";
//串口接收到的BUF
CHAR *pBuf = (CHAR*)wParam;
//串口接收到的BUF长度
DWORD dwBufLen = lParam;
//接收框
CEdit *pEdtRecvMsg = (CEdit*)GetDlgItem(IDC_EDT_RECV);
ASSERT(pEdtRecvMsg != NULL);
//得到接收框中的历史文本
pEdtRecvMsg->GetWindowTextW(strOldRecv);
//
strRecv = CString(pBuf);
//将新接收到的文本加入到接收框中
strOldRecv = strOldRecv + strRecv +L"/r/n";
pEdtRecvMsg->SetWindowTextW(strOldRecv);
//释放内存
delete[] pBuf;
pBuf = NULL;
return 0;
}