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C++-CLI程序进程之间的通讯_a

发布时间:2020-01-17 03:23:43

现在,把大型软件项目分解为一些相交互的小程序似乎变得越来越普遍,程序各部分之间的通讯可使用某种类型的通讯协议,这些程序可能运行在不同的机器上、不同的操作系统中、以不同的语言编写,但也有可能只在同一台机器上,实际上,这些程序可看成是同一程序中的不同线程。而本文主要讨论C++/CLI程序间的通讯,当然,在此是讨论进程间通讯,而不是网络通讯。

简介

试想一个包含数据库查询功能的应用,通常有一个被称为服务端的程序,等待另一个被称为客户端程序发送请求,当接收到请求时,服务端执行相应功能,并把结果(或者错误信息)返回给客户端。在许多情况中,有着多个客户端,所有的请求都会在同一时间发送到同一服务端,这就要求服务端程序要更加高级、完善。

在某些针对此任务的环境中,服务端程序可能只是众多程序中的一个程序,其他可能也是服务端或者客户端程序,实际上,如果我们的数据库服务端需要访问不存在于本机的文件,那么它就可能成为其他某个文件服务器的一个客户端。一个程序中可能会有一个服务线程及一个或多个客户线程,因此,我们需小心使用客户端及服务端这个术语,虽然它们表达了近似的抽象含义,但在具体实现上却大不相同。从一般的观点来看,客户端即为服务端所提供服务的"消费者",而服务端也能成为其他某些服务的客户端。

服务端套接字

让我们从一个具体有代表性的服务端程序开始(请看例1),此程序等待客户端发送一对整数,把它们相加之后返回结果给客户端。

例1:

using namespace System;

using namespace System::IO;

using namespace System::Net;

using namespace System::Net::Sockets;

int main(array<String^>^ argv)

{

if (argv->Length != 1)

{

Console::WriteLine("Usage: Server port");

Environment::Exit(1);

}

int port = 0;

try

{

port = Int32::Parse(argv[0]);

}

catch (FormatException^ e)

{

Console::WriteLine("Port number {0} is ill-formed", argv[0]);

Environment::Exit(2);

}

/*1*/ if (port < IPEndPoint::MinPort || port > IPEndPoint::MaxPort)

{

Console::WriteLine("Port number must be in the range {0}-{1}",

IPEndPoint::MinPort, IPEndPoint::MaxPort);

Environment::Exit(3);

}

/*2*/ IPAddress^ ipAddress =

Dns::GetHostEntry(Dns::GetHostName())->AddressList[0];

/*3*/ IPEndPoint^ ipEndpoint = gcnew IPEndPoint(ipAddress, port);

/*4*/ Socket^ listenerSocket = gcnew Socket(AddressFamily::InterNetwork,

SocketType::Stream, ProtocolType::Tcp);

/*5*/ listenerSocket->Bind(ipEndpoint);

/*6*/ listenerSocket->Listen(1);

/*7*/ Console::WriteLine("Server listener blocking status is {0}",

listenerSocket->Blocking);

/*8*/ Socket^ serverSocket = listenerSocket->Accept();

Console::WriteLine("New connection accepted");

/*9*/ listenerSocket->Close();

/*10*/ NetworkStream^ netStream = gcnew NetworkStream(serverSocket);

/*11*/ BinaryReader^ br = gcnew BinaryReader(netStream);

/*12*/ BinaryWriter^ bw = gcnew BinaryWriter(netStream);

try

{

int value1, value2;

int result;

while (true)

{

/*13*/ value1 = br->ReadInt32();

/*14*/ value2 = br->ReadInt32();

Console::Write("Received values {0,3} and {1,3}",

value1, value2);

result = value1 + value2;

/*15*/ bw->Write(result);

Console::WriteLine(", sent result {0,3}", result);

}

}

/*16*/ catch (EndOfStreamException^ e)

{

}

/*17*/ catch (IOException^ e)

{

Console::WriteLine("IOException {0}", e);

}

/*18*/ serverSocket->Shutdown(SocketShutdown::Both);

/*19*/ serverSocket->Close();

/*20*/ netStream->Close();

Console::WriteLine("Shutting down server");

}

此处与套接字相关的功能由命名空间System::Net和System::Net::Sockets提供,并且需要在生成期间引用System.dll程序集。另外,因为通过套接字的通讯涉及到流,所以还要用到System:IO机制。

当程序执行时,服务端需要知道其用来监听客户端连接请求的端口号,在此,这个整数值通过命令行参数提供。一般来说,端口号在0-65535范围内,而0-1023保留给特定的用途,因此,服务端可用的端口号就为1024-65535。

在标号1中,通过IPEndPoint类中的MinPort和MaxPort这两个公共静态字段,就可得到特定系统上可用的端口范围。

而在标号2中,可得到我们自己的主机名,并解析到一个IpHostEntry,可从中取得本机的IP地址。接下来在标号3中,用IP地址和端口号创建了一个IPEndPoint对象,其可为某个连接提供某种服务。

在标号4中,创建了一个Internet传输服务托管版本的套接字,一旦它被创建,就应通过Bind函数(标号5)绑定到一个特定的端点。接下来,套接字声明其已经开始服务,并监听连接请求(标号6)。传递给Listen的参数表明了请求队列中连接挂起的长度,因为我们只有一个客户端,所以在此1就足够了。

套接字默认以阻塞模式创建,如标号7中所示,这意味着,它会一直等待连接请求。

当从客户端接收到连接请求时,阻塞的套接字就会被唤醒,通过调用Accept(如标号8),接受请求并创建另一个套接字,并通过此套接字来与客户端通讯。我们看到,此时的服务端有两个套接字:一个用于监听客户连接请求,而另一个用于与连接的客户端通讯。当然,一个服务端在同一时间,可与多个客户端进行连接,且每个客户端都有一个套接字。

在这个简单的例子中,我们只关心请求连接的第一个客户端,一旦连接上了,便可关闭此监听连接请求的套接字(参见标号9)。

在标号10-12中,我们用最近连接的套接字,建立了一个NetworkStream,连同两个读写函数一起,便可以从套接字接收请求,并返回结果。

服务端在此无限循环,读入一对整数,计算它们的和,并把结果返回给客户端。当服务端探测到输入流中的文件结束标志时(由客户端关闭了套接字),会抛出EndOfStreamException异常,并关闭I/O流和套接字,服务结束。

标号18中的Socket::ShutDown调用将同时关闭套接字上的接收和发送功能,因为我们的服务端只需告之一个客户端它的关闭,所以此函数调用有点多余,但是,在服务端要过早地结束的某些情况下,这种做法还是有用的。

为何要捕捉IOException异常的原因在标号17中,在此是为了处理客户端在关闭套接字之前的过早结束。

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