局域網(wǎng)通信工具開(kāi)發(fā)中的核心技術(shù)解析

張永來(lái)

（四川師范大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院，四川 成都610068）

0 概述

局域網(wǎng)通信工具是一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)部常用的通信工具，最典型的就是一般公司常用的飛秋。局域網(wǎng)通信工具一般要求具有的主要功能有一對(duì)一聊天、群聊、一對(duì)一傳文件。如何設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)，怎么實(shí)現(xiàn)這些通信等等是在開(kāi)發(fā)過(guò)程中涉及到的主要問(wèn)題，以達(dá)到功能需求并提高整體性能。

1 統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

局域網(wǎng)通信工具主要功能包括三個(gè)：?jiǎn)瘟摹⑷毫暮蛡魑募Ｍㄐ拍Ｊ椒譃閮煞N：C/S模式和B/S模式，本文采用C/S模式，即客戶(hù)端/服務(wù)器模式，在一個(gè)局域網(wǎng)中設(shè)一臺(tái)服務(wù)器和若干臺(tái)客戶(hù)端機(jī)器。而客戶(hù)端與服務(wù)器中間的通信有兩種方式：一、所有客戶(hù)端之間的通信信息都經(jīng)過(guò)服務(wù)器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可以在服務(wù)器中控制整個(gè)通信過(guò)程和記錄通信信息，缺點(diǎn)是：服務(wù)器負(fù)擔(dān)較重，對(duì)服務(wù)器性能要求較后者高。二、服務(wù)器只起到管理客戶(hù)端的作用，三種功能的實(shí)現(xiàn)是在客戶(hù)端之間傳送通信信息，不通過(guò)服務(wù)器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是:服務(wù)器負(fù)擔(dān)較前者輕，對(duì)服務(wù)器性能要求不高，缺點(diǎn)是：通信信息不經(jīng)過(guò)服務(wù)器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，服務(wù)器不能控制整個(gè)通信過(guò)程，也不能記錄通信信息。

綜合考慮以上兩個(gè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合局域網(wǎng)通信的特點(diǎn)，聊天記錄通常需要查閱，為了更好地保存聊天記錄、監(jiān)控聊天內(nèi)容，單聊和群聊信息需要通過(guò)服務(wù)器進(jìn)行中轉(zhuǎn)；而文件傳輸實(shí)時(shí)性要求較高，為了提高文件傳輸速度，傳文件功能不通過(guò)服務(wù)器進(jìn)行中轉(zhuǎn)，而是直接在客戶(hù)端之間完成，服務(wù)器為并發(fā)服務(wù)器[1]，結(jié)構(gòu)圖如圖1。

圖1 本文采用的通信結(jié)構(gòu)

2 關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1 關(guān)鍵技術(shù)概述

整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程涉及到的核心技術(shù)有MFC界面技術(shù)[2]、多線(xiàn)程及其同步技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及數(shù)據(jù)庫(kù)連接技術(shù)。限于篇幅，本文重點(diǎn)結(jié)合實(shí)踐介紹核心技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)通信與多線(xiàn)程及其同步技術(shù)。

2.2 多線(xiàn)程及其同步技術(shù)[3]

2.2.1 多線(xiàn)程概念、思想及用法

多線(xiàn)程（multithreading），是指從軟件或者硬件上實(shí)現(xiàn)多個(gè)線(xiàn)程并發(fā)執(zhí)行的技術(shù)。具有多線(xiàn)程能力的計(jì)算機(jī)因有硬件支持而能夠在同一時(shí)間執(zhí)行多于一個(gè)線(xiàn)程，即同一時(shí)間內(nèi)完成多個(gè)任務(wù)，進(jìn)而提升整體處理性能。線(xiàn)程創(chuàng)建函數(shù)CreateThread的用法如下，本文用法見(jiàn)代碼部分。

核心接口函數(shù)：CreateThread的函數(shù)功能是創(chuàng)建線(xiàn)程，其函數(shù)原型為：

HANDLEWINAPICreateThread(

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,

SIZE_T dwStackSize,

LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,

LPVOID lpParameter,

DWORD dwCreationFlags,

LPDWORD lpThreadId)；

函數(shù)說(shuō)明：

第一個(gè)參數(shù)lpThreadAttributes表示線(xiàn)程內(nèi)核對(duì)象的安全屬性，一般傳入NULL表示使用默認(rèn)設(shè)置。

第二個(gè)參數(shù)dwStackSize表示線(xiàn)程棧空間大小。傳入0表示使用默認(rèn)大小（1MB）。

第三個(gè)參數(shù)lpStartAddress表示新線(xiàn)程所執(zhí)行的線(xiàn)程函數(shù)地址，多個(gè)線(xiàn)程可以使用同一個(gè)函數(shù)地址。

第四個(gè)參數(shù)lpParameter是傳給線(xiàn)程函數(shù)的參數(shù)。

第五個(gè)參數(shù)dwCreationFlags指定額外的標(biāo)志來(lái)控制線(xiàn)程的創(chuàng)建，為0表示線(xiàn)程創(chuàng)建之后立即就可以進(jìn)行調(diào)度，如果為CREATE_SUSPENDED則表示線(xiàn)程創(chuàng)建后暫停運(yùn)行，這樣它就無(wú)法調(diào)度，直到調(diào)用ResumeThread()。

第六個(gè)參數(shù)lpThreadId將返回線(xiàn)程的ID號(hào)，傳入NULL表示不需要返回該線(xiàn)程ID號(hào)。

函數(shù)返回值：

成功返回新線(xiàn)程的句柄，失敗返回NULL。

2.2.2 線(xiàn)程同步技術(shù)

同一個(gè)進(jìn)程中的多線(xiàn)程技術(shù)通常要結(jié)合同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橐恍┟舾袛?shù)據(jù)不允許被多個(gè)線(xiàn)程同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)，此時(shí)就使用同步訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)，保證數(shù)據(jù)在任何時(shí)刻，最多有一個(gè)線(xiàn)程訪(fǎng)問(wèn)，以保證數(shù)據(jù)的完整性。同步就是協(xié)同步調(diào)，按預(yù)定的先后次序進(jìn)行運(yùn)行。線(xiàn)程同步方式主要有四種：臨界區(qū)、互斥量、事件、信號(hào)量[4]四種方式。本文中主要結(jié)合事件對(duì)象方式闡述線(xiàn)程與線(xiàn)程同步的應(yīng)用。

事件對(duì)象使用的核心接口函數(shù)：CreateEvent的函數(shù)功能是創(chuàng)建事件對(duì)象，其函數(shù)原型為：

HANDLE CreateEvent（

LPSECURITY_ATTRIBUTESlpEventAttributes,

BOOL bManualReset,

BOOL InitialState,

LPTSTR lpName）；

第一個(gè)參數(shù)lpEventAttributes一般忽略不管。

第二個(gè)參數(shù)bManualReset參數(shù)表示事件對(duì)象是自動(dòng)類(lèi)型的還是手動(dòng)類(lèi)型的，true表示手動(dòng)類(lèi)型，必須使用ResetEvent使其處于無(wú)信號(hào)狀態(tài)；false表示自動(dòng)類(lèi)型，不需要使用ResetEvent而被獲取后自動(dòng)處于無(wú)信號(hào)狀態(tài)。

第三個(gè)參數(shù)InitialState參數(shù)表示該事件對(duì)象創(chuàng)建后是否處于有信號(hào)狀態(tài)，即是否可被線(xiàn)程獲取而使線(xiàn)程具有運(yùn)行權(quán)。

第四個(gè)參數(shù)lpName參數(shù)表示事件對(duì)象的名稱(chēng)，可以為任意合法字符串。

2.3 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)通信模型中的傳輸層主要有兩種協(xié)議：TCP協(xié)議和UDP協(xié)議。TCP協(xié)議優(yōu)點(diǎn)是面向連接的可靠傳輸，缺點(diǎn)是通信期間始終保持連接，系統(tǒng)性能下降，適用于通信量集中且通信量較大的情況。UDP協(xié)議為無(wú)連接的不可靠傳輸，優(yōu)點(diǎn)是不影響系統(tǒng)性能，適用于通信不定時(shí)且通信量不大的情況。而網(wǎng)絡(luò)通信中常用的核心接口socket就是基于這兩種協(xié)議[5-6]。兩種通信方式的過(guò)程如圖2和圖3。

圖2 UDP傳輸模型

圖3 TCP傳輸模型

3 代碼講解

}//以上完成套接字庫(kù)的加載

get_msg_socket=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0)；//創(chuàng)建一個(gè)UDP數(shù)據(jù)包套接字

4 結(jié)論

本文詳述了局域網(wǎng)通信工具的框架及實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù),其中系統(tǒng)框架的設(shè)計(jì)思想比較適合實(shí)際應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)過(guò)程中使用了多線(xiàn)程及其同步技術(shù)，較好地達(dá)到了服務(wù)器端的要求，系統(tǒng)功能較為全面。界面還不夠美觀，有待完善。

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