А. Григорьев - О чём не пишут в книгах по Delphi

Протокол UDP не поддерживает соединения в том смысле, в котором их поддерживает TCP, но библиотека сокетов позволяет частично имитировать такие соединения, Для этого служит функция connect, имеющая следующий прототип:

function connect(s: TSocket; var name: TSockAddr; namelen: Integer): Integer;

Параметр sзадает сокет, который должен быть "соединен" с удаленным адресом. Адрес задается параметром name аналогично тому, как он задаётся в параметре addrфункции sendto. Параметр namelenсодержит длину структуры, описывающей адрес, и должен быть равен SizeOf(TSockAddr). Функция возвращает ноль при успешном завершении и SOCKET_ERROR — в случае ошибки. Вызов функции connectв случае UDP устанавливает фильтр для входящих дейтаграмм. Дейтаграммы, адрес отправителя которых не совпадает с адресом, заданным в функции connect, игнорируются: новые дейтаграммы не помещаются во входной буфер сокета, а те, которые находились там на момент вызова connect, удаляются из него. Функция connectне проверяет, существует ли адрес, с которым сокет "соединяется", и может успешно завершиться, даже если узла с таким IP-адресом нет.

Программа может вызывать connect неограниченное число раз с разными адресами. Если параметр name задает IP-адрес INADDR_ANYи нулевой порт, то сокет "отсоединяется", т.е. все фильтры для него снимаются, и он ведет себя так же, как сокет, для которого не была вызвана функция connect. Для сокетов, не привязанных к адресу, connectнеявно вызывает bind.

После вызова connectдля отправки данных можно использовать функцию sendсо следующим прототипом:

function send(s: TSocket; var Buf; len, flags: Integer): Integer;

От функции sendtoона отличается отсутствием параметров addrtoи tolen. При использовании sendдейтаграмма отправляется по адресу, заданному при вызове connect. В остальном эти функции ведут себя одинаково, функция sendtoпри работе с "соединенным" сокетом ведет себя так же, как с несоединенным, т.е. отправляет дейтаграмму по адресу, определяемому параметром addrlen, а не по адресу, заданному при вызове connect.

Получение данных через "соединенные" сокеты может также осуществляться с помощью функции reсv, имеющей следующий прототип:

function recv(s: TSocket; var Buf; len, flags: Integer): Integer;

От своего аналога recvfromона отличается только отсутствием параметров fromи fromlen, через которые передается адрес отправителя дейтаграммы.

Рис. 2.1.Последовательность действий программы при обмене данными с помощью UDP

Строго говоря, функцию recvможно использовать и для несоединенных сокетов, но при этом программе остается неизвестным адрес отправителя. В случае же "соединенных" сокетов адрес отправителя заранее известен — это адрес, заданный в функции connect, а дейтаграммы всех других отправителей будут отбрасываться. Функция recvfromтакже пригодна для "соединенных" сокетов, но адрес отправителя, который она возвращает, в данном случае может быть только тот, который определен в функции connect.

Таким образом, функция connectв случае протокола UDP позволяет, во-первых, выполнить фильтрацию входящих дейтаграмм по адресу средствами самой библиотеки сокетов, а во-вторых, использовать более лаконичные альтернативы recvfromи sendto— recvи send.

Возможные последовательности действий программы для протокола UDP показаны на рис. 2.1.

Попробуем применить свои знания на практике и напишем простейший чат на основе протокола UDP. Пример этой программы находится на прилагаемом к книге компакт-диске и называется UDPChat, окно приложения показано на рис. 2.2.

Прежде чем писать программу, необходимо определиться с форматом передаваемых данных (т.е. договориться о протоколе уровня представлений). Так как мы пишем простейший пример, то и протокол у нас будет простейшим: дейтаграмма содержит текстовое сообщение, введенное пользователем, без завершающего нуля (он не нужен, т.к. размер строки определяется размером дейтаграммы) и без дополнительной служебной информации.

Для начала нам потребуется научиться сообщать пользователю об ошибках. Номер ошибки мало что дает даже опытному пользователю, поэтому сообщения должны быть дружественными, с внятным объяснением того, какая именно ошибка произошла. К счастью, мы избавлены от необходимости вручную писать текстовое сообщение для каждой из возможных ошибок, т.к. в системе уже есть функция FormatMessage, которая возвращает текстовое сообщение по коду ошибки (эта функция работает со всеми ошибками, а не только с ошибками сокетов). На основе FormatMessageмы создадим функцию GetErrorString(листинг 2.6), которая возвращает сообщение, соответствующее коду ошибки, возвращаемому функцией WSAGetLastError. Эта функция будет встречаться во всех наших примерах.

Рис. 2.2.Главное окно UDP-чата

// функция GetErrorString возвращает сообщение об ошибке,

// сформированное системой из основе значения, которое

// вернула функция WSAGetLastError. Для получения сообщения

// используется системная функция FormatMessage.

function GetErrorString: string;

var

Buffer: array [0..2047] of Char;

begin

FormatMessage(FORMAT_MESSAGE_FROM_SYSTEM, nil, WSAGetLastError, $400,

@Buffer, SizeOf(Buffer), nil);

Result := Buffer;

end;

Нам понадобится и принимать, и передавать данные. Как мы помним, функция recvfromне возвращает управление вызвавшей ее нити до тех пор, пока не будут получены данные. Таким образом, если мы будем вызывать recvfromв главной нити, то при отсутствии входящих дейтаграмм программа просто повиснет, т.к. не сможет обрабатывать оконные сообщения. Поэтому все действия по приему сообщений мы должны вынести в отдельную нить. Задача этой нити очень проста: она в бесконечном цикле вызывает recvfrom и все полученные дейтаграммы передает в главное окно для отображения на экране.

Нить, читающая данные, создается обычным образом — порождением наследника от класса TThread. Мы не будем возлагать на эту нить задачу создания сокета, — пусть он создается в главной нити, а затем его дескриптор передаётся в дополнительную, которая сохраняет его в своем внутреннем поле FSocket. Код нити, читающей сообщения, показан в листинге 2.7.

unit ReceiveThread;