C++/CLI程序进程之间的通讯

　　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。