CSocket,CAsyncSocket多线程退出时的一些注意事项(解决关闭WinSoket崩溃的问题)

时间:2021-05-20 17:05:59

在最近修改代码时发现,如果使用了CSocket(CAsyncSocket)对象进行网络通信,在程序结束时关闭这个socket时程序就会崩溃。之前代码是好的,改出来的问题。对比代码和在网上找了些资料,确认CSocket(CAsyncSocket)对象在多线程使用时有些要注意的地方,这里稍微总结一下。简单来说,如果在线程A中创建了CSocket(CAsyncSocket)对象,如果在其他线程中直接调用Close()方法关闭它,程序就会崩溃。如果需要在其他线程中关闭,需要做一下事情:

一.在创建Socket的线程中分离socket对象和当前线程的关联。

1     g_pMySocket = new CMySocket; //CMySocket继承CSocket或CAsyncSocket。
2 if (g_pMySocket && g_pMySocket->Create() == false)
3 {
4 MessageBox(_T("Create mysocket fail!"));
5 }
6 g_pMySocket->m_socket = g_pMySocket->Detach(); //m_socket为自定义成员变量。

二.在需要关闭的线程中再关联socket对象。

1     g_pMySocket->Attach(g_pMySocket->m_socket);
2 //Do sth...
3 g_pMySocket->Close(); //

修改起来很简单,主要分析一下为何要这样做.

CSocket继承自CAsyncSocket,相关代码都差不多。首先在创建socket时会调用CAsyncSocket的create方法。create方法中调用CAsyncSocket::Socket的构造函数,在构造函数中会调用CAsyncSocket::AttachHandle,这是个静态函数。主要就是在这个函数中会将当前线程和socket对象绑定,代码如下:

 1 void PASCAL CAsyncSocket::AttachHandle(SOCKET hSocket, CAsyncSocket* pSocket, BOOL bDead)
2 {
3 /*
4 * _afxSockThreadState 其实就是 AfxGetModuleThreadState(),它会返回当前线程的一个 AFX_MODULE_THREAD_STATE 对象, AFX_MODULE_THREAD_STATE
5 * 是一个继承自 CNoTrackObject 的类,它里面有以下几个public的成员变量和socket有关:
6 * // WinSock specific thread state
7 * HWND m_hSocketWindow; //WinSock必须有一个窗口用于接收相关消息,这是个隐藏窗口,后面会看到。
8 * #ifdef _AFXDLL
9 * CEmbeddedButActsLikePtr<CMapPtrToPtr> m_pmapSocketHandle; //当前子类(自己写的)socket对象和m_hSocket的map
10 * CEmbeddedButActsLikePtr<CMapPtrToPtr> m_pmapDeadSockets; //当socket对象需要关闭时会把这个socket加到这个map中
11 * CEmbeddedButActsLikePtr<CPtrList> m_plistSocketNotifications; //存储当前socket的相关消息,如 WM_SOCKET_NOTIFY, WM_SOCKET_DEAD, PM_REMOVE
12 * #else
13 * CMapPtrToPtr* m_pmapSocketHandle;
14 * CMapPtrToPtr* m_pmapDeadSockets;
15 * CPtrList* m_plistSocketNotifications;
16 * CAsyncSocket中有很多方法都是静态的,都是通过这个 _AFX_SOCK_THREAD_STATE 对象找到子类实例化的socket对象。
17 */
18 _AFX_SOCK_THREAD_STATE* pState = _afxSockThreadState;
19
20 BOOL bEnable = AfxEnableMemoryTracking(FALSE);
21
22 TRY
23 {
24 if (!bDead) //默认bDead是false,走这个流程,在killsocket时bDead会为true
25 {
26 /*
27 * 默认当前线程是没有wincoket对象的,所以先 ASSERT 一下,如果关闭soket是只调用 closesoket 方法,而不是使用
28 * Close()方法,这个ASSERT就会报错,因为 closesoket 只是关闭了socket,而它和线程的关联还没有去掉。
29 */
30 ASSERT(CAsyncSocket::LookupHandle(hSocket, bDead) == NULL);
31
32 if (pState->m_pmapSocketHandle->IsEmpty())
33 {
34 ASSERT(pState->m_pmapDeadSockets->IsEmpty()); //确保当前线程没有未正确关闭的socket。
35 ASSERT(pState->m_hSocketWindow == NULL); //确保未有释放的窗口对象。
36
37 //创建用于接收socket相关消息的隐藏窗口。
38 CSocketWnd* pWnd = new CSocketWnd;
39 pWnd->m_hWnd = NULL;
40 if (!pWnd->CreateEx(0, AfxRegisterWndClass(0),
41 _T("Socket Notification Sink"),
42 WS_OVERLAPPED, 0, 0, 0, 0, NULL, NULL))
43 {
44 TRACE(traceSocket, 0, "Warning: unable to create socket notify window!\n");
45 delete pWnd;
46 AfxThrowResourceException();
47 }
48
49 ASSERT(pWnd->m_hWnd != NULL);
50 ASSERT(CWnd::FromHandlePermanent(pWnd->m_hWnd) == pWnd);
51 pState->m_hSocketWindow = pWnd->m_hWnd;
52 }
53
54 //保存当前子类socket和m_hSocket的关联,pSocket传入的是当前线程的this指针。hSocket就是m_hSocket,pSocket就是子类的socket指针。
55 pState->m_pmapSocketHandle->SetAt((void*)hSocket, pSocket);
56 }
57 else
58 {
59 //当 KillSocket 的时候会走到这个分支。
60 void* pvCount;
61 INT_PTR nCount;
62 if (pState->m_pmapDeadSockets->Lookup((void*)hSocket, pvCount))
63 {
64 nCount = (INT_PTR)pvCount;
65 nCount++;
66 }
67 else
68 nCount = 1;
69 pState->m_pmapDeadSockets->SetAt((void*)hSocket, (void*)nCount);
70 }
71 }
72 CATCH_ALL (e)
73 {
74 AfxEnableMemoryTracking(bEnable);
75 THROW_LAST();
76 }
77 END_CATCH_ALL
78
79 AfxEnableMemoryTracking(bEnable);
80 }

总的来说,创建Winsocket的时候大致会做一下三个关键步骤:

1.将这个socket和当前执行线程关联,标准socket作为key,子类WinSocket作为Value存在m_pmapSocketHandle中。

2.创建一个隐藏窗口用于接收消息。

3.调用 WSAAsyncSelect 向系统注册,这个函数的作用就是当相关socket的事件发生时将的消息发给创建的隐藏窗口。CSocketWnd 类中定义了相关消息的处理函数,在消息响应函数中最终调用CAsyncSocket::DoCallBack方法,在这个方法中对不同的socket事件,如发生,接收,断开等通过虚函数形式调用子类的相关方法。也就是你自己实现的相关方法,如OnReceive, OnClose等。

从上面的过程可以看出为什么在不同线程中关闭winsocket就会出现异常了,以及为什么需要先要Detach再Attach一下。(重新绑定线程和Socket的关系。这个重新绑定不仅仅是pmapSocketHandle的key,value修改一下,而且还要重新创建CSocketWnd窗口,因为在Detach的时候这个窗口已经被销毁了。)

仔细想一下,微软为什么要这么做?为什么多线程使用起来这么麻烦一下?其实这么做已是最好的方法了。微软封装了标准的socket以供我们使用,为了大多数时候使用的方便就结合和windows的消息机制。windows消息机制就是当事件发生时系统向指定的窗口发送一个消息,所以在创建winsocket的时候先创建了一个CSocketWnd窗口以接收相关消息。那么当窗口接收到消息后如何再通知给相关的socket呢?在winsocket类中如何得到socket对象从而调用其相关方法呢?我们看到在CSocketWnd消息处理函数中实际上调用的是CSocket静态方法,其实在CSocket中有很多静态方法,在这些静态方法中如何得到具体的socet对象呢?就是通过

1 _AFX_SOCK_THREAD_STATE* pState = _afxSockThreadState;

这句代码,这句代码在这些静态函数中都有使用。在Socket的构造函数中将使用标准socket生成的m_hSocke对象t和子类的WinSocket对象指针通过AttachHandle静态方法放在pState的m_pmapSocketHandle成员变量中。创建CSocketWnd窗口的线程,创建Socket的线程和接收Socket消息的线程其实都是同一个线程,如图所示:

CSocket,CAsyncSocket多线程退出时的一些注意事项(解决关闭WinSoket崩溃的问题)

所以CSocketWnd接收到消息后_afxSockThreadState得到线程对象通过m_pmapSocketHandle就能找到子类的CSocket对象,从而调用相关的虚函数,实现发送,接收,断开等功能。

这里总结下使用Winsocket需要注意的一些地方:

1.创建Socket时要在最好在主线程中创建,因为创建Socket时创建了一个隐藏的窗口,如果创建Socket的这个线程很快就结束了,那Socket的隐藏窗口也就自动被释放了,无法再接收到相关消息了。这种情况下就需要调用Detach和Attach方法重新绑定一下线程,Attach方法会再创建一个隐藏窗口和当前线程关联。

2.关闭Soket时最好用WinSocket的Close()方法,而不是使用socket的closesocket()方法。因为Close()方法会销毁创建的隐藏窗口,取消WinSocket和当前线程的关联。如果只使用closesocket方法,就会引起内存泄漏和如果当前线程再创建WinSocket就可能会出错(因为上次绑定的Socket还未去除)。