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标题: VC++实践IOCP编程 [打印本页]
作者: 大灰狼    时间: 2014-11-7 08:52
标题: VC++实践IOCP编程

IOCP全称I/O Completion Port，中文译为I/O完成端口。

IOCP是一个异步I/O的API，它可以高效地将I/O事件通知给应用程序。

与使用select()或是其它异步方法不同的是，一个套接字[socket]与一个完成端口关联了起来，

然后就可继续进行正常的Winsock操作了。


然而，当一个事件发生的时候，此完成端口就将被操作系统加入一个队列中。
然后应用程序可以对核心层进行查询以得到此完成端口。

　　这里我要对上面的一些概念略作补充，在解释[完成]两字之前，我想先简单的提一下同步和异步这两个概念，

逻辑上来讲做完一件事后再去做另一件事就是同步，而同时一起做两件或两件以上事的话就是异步了。

你也可以拿单线程和多线程来作比喻。但是我们一定要将同步和堵塞，异步和非堵塞区分开来，所谓的堵塞函数诸如accept(…)，

当调用此函数后，此时线程将挂起，直到操作系统来通知它，“HEY兄弟，有人连进来了”，那个挂起的线程将继续进行工作，

也就符合”生产者-消费者”模型。堵塞和同步看上去有两分相似，但却是完全不同的概念。大家都知道I/O设备是个相对慢速的设备，

不论打印机，调制解调器，甚至硬盘，与CPU相比都是奇慢无比的，坐下来等I/O的完成是一件不甚明智的事情，

有时候数据的流动率非常惊人，把数据从你的文件服务器中以Ethernet速度搬走，

其速度可能高达每秒一百万字节，如果你尝试从文件服务器中读取100KB，在用户的眼光来看几乎是瞬间完成，

但是，要知道，你的线程执行这个命令，已经浪费了10个一百万次CPU周期，所以说，我们一般使用另一个线程来进行I/O。



重叠IO[overlapped I/O]是Win32的一项技术，你可以要求操作系统为你传送数据，并且在传送完毕时通知你。
这也就是[完成]的含义。这项技术使你的程序在I/O进行过程中仍然能够继续处理事务。事实上，操作系统内部正是以线程来完成overlapped I/O。你可以获得线程所有利益，而不需要付出什么痛苦的代价。

　　完成端口中所谓的[端口]并不是我们在TCP/IP中所提到的端口，可以说是完全没有关系。我到现在也没想通一个I/O设备[I/O Device]和端口[IOCP中的Port]有什么关系。估计这个端口也迷惑了不少人。IOCP只不过是用来进行读写操作，和文件I/O倒是有些类似。既然是一个读写设备，我们所能要求它的只是在处理读与写上的高效。



  2. #include <stdio.h>  
  3. #include <windows.h>  
  4.   
  5. // 初始化Winsock库  
  6. CInitSock theSock;  
  7.   
  8. #define BUFFER_SIZE 1024  
  9.   
  10. typedef struct _PER_HANDLE_DATA     // per-handle数据  
  11. {  
  12.     SOCKET s;           // 对应的套节字句柄  
  13.     sockaddr_in addr;   // 客户方地址  
  14. } PER_HANDLE_DATA, *PPER_HANDLE_DATA;  
  15.   
  16.   
  17. typedef struct _PER_IO_DATA         // per-I/O数据  
  18. {  
  19.     OVERLAPPED ol;          // 重叠结构  
  20.     char buf[BUFFER_SIZE];  // 数据缓冲区  
  21.     int nOperationType;     // 操作类型  
  22. #define OP_READ   1  
  23. #define OP_WRITE  2  
  24. #define OP_ACCEPT 3  
  25. } PER_IO_DATA, *PPER_IO_DATA;  
  26.   
  27.   
  28. DWORD WINAPI ServerThread(LPVOID lpParam)  
  29. {  
  30.     // 得到完成端口对象句柄  
  31.     HANDLE hCompletion = (HANDLE)lpParam;  
  32.   
  33.     DWORD dwTrans;  
  34.     PPER_HANDLE_DATA pPerHandle;  
  35.     PPER_IO_DATA pPerIO;  
  36.     while(TRUE)  
  37.     {  
  38.         // 在关联到此完成端口的所有套节字上等待I/O完成  
  39.         BOOL bOK = ::GetQueuedCompletionStatus(hCompletion,   
  40.             &dwTrans, (LPDWORD)&pPerHandle, (LPOVERLAPPED*)&pPerIO, WSA_INFINITE);  
  41.         if(!bOK)                        // 在此套节字上有错误发生  
  42.         {  
  43.             ::closesocket(pPerHandle->s);  
  44.             ::GlobalFree(pPerHandle);  
  45.             ::GlobalFree(pPerIO);  
  46.             continue;  
  47.         }  
  48.          
  49.         if(dwTrans == 0 &&              // 套节字被对方关闭  
  50.             (pPerIO->nOperationType == OP_READ || pPerIO->nOperationType == OP_WRITE))      
  51.               
  52.         {  
  53.             ::closesocket(pPerHandle->s);  
  54.             ::GlobalFree(pPerHandle);  
  55.             ::GlobalFree(pPerIO);  
  56.             continue;  
  57.         }  
  58.   
  59.         switch(pPerIO->nOperationType)   // 通过per-I/O数据中的nOperationType域查看什么I/O请求完成了  
  60.         {  
  61.         case OP_READ:   // 完成一个接收请求  
  62.             {  
  63.                 pPerIO->buf[dwTrans] = '\0';  
  64.                 printf(pPerIO -> buf);  
  65.                   
  66.                 // 继续投递接收I/O请求  
  67.                 WSABUF buf;  
  68.                 buf.buf = pPerIO->buf ;  
  69.                 buf.len = BUFFER_SIZE;  
  70.                 pPerIO->nOperationType = OP_READ;  
  71.   
  72.                 DWORD nFlags = 0;  
  73.                 ::WSARecv(pPerHandle->s, &buf, 1, &dwTrans, &nFlags, &pPerIO->ol, NULL);  
  74.             }  
  75.             break;  
  76.         case OP_WRITE: // 本例中没有投递这些类型的I/O请求  
  77.         case OP_ACCEPT:  
  78.             break;  
  79.         }  
  80.     }  
  81.     return 0;  
  82. }  
  83.   
  84.   
  85. void main()  
  86. {  
  87.     int nPort = 4567;  
  88.     // 创建完成端口对象，创建工作线程处理完成端口对象中事件  
  89.     HANDLE hCompletion = ::CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, 0, 0, 0);  
  90.     ::CreateThread(NULL, 0, ServerThread, (LPVOID)hCompletion, 0, 0);  
  91.   
  92.     // 创建监听套节字，绑定到本地地址，开始监听  
  93.     SOCKET sListen = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  
  94.     SOCKADDR_IN si;  
  95.     si.sin_family = AF_INET;  
  96.     si.sin_port = ::ntohs(nPort);  
  97.     si.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;  
  98.     ::bind(sListen, (sockaddr*)&si, sizeof(si));  
  99.     ::listen(sListen, 5);  
  100.   
  101.     // 循环处理到来的连接  
  102.     while(TRUE)  
  103.     {  
  104.         // 等待接受未决的连接请求  
  105.         SOCKADDR_IN saRemote;  
  106.         int nRemoteLen = sizeof(saRemote);  
  107.         SOCKET sNew = ::accept(sListen, (sockaddr*)&saRemote, &nRemoteLen);  
  108.   
  109.         // 接受到新连接之后，为它创建一个per-handle数据，并将它们关联到完成端口对象。  
  110.         PPER_HANDLE_DATA pPerHandle =   
  111.                             (PPER_HANDLE_DATA)::GlobalAlloc(GPTR, sizeof(PER_HANDLE_DATA));  
  112.         pPerHandle->s = sNew;  
  113.         memcpy(&pPerHandle->addr, &saRemote, nRemoteLen);  
  114.         ::CreateIoCompletionPort((HANDLE)pPerHandle->s, hCompletion, (DWORD)pPerHandle, 0);  
  115.       
  116.         // 投递一个接收请求  
  117.         PPER_IO_DATA pPerIO = (PPER_IO_DATA)::GlobalAlloc(GPTR, sizeof(PER_IO_DATA));  
  118.         pPerIO->nOperationType = OP_READ;  
  119.         WSABUF buf;  
  120.         buf.buf = pPerIO->buf;  
  121.         buf.len = BUFFER_SIZE;   
  122.         DWORD dwRecv;  
  123.         DWORD dwFlags = 0;  
  124.         ::WSARecv(pPerHandle->s, &buf, 1, &dwRecv, &dwFlags, &pPerIO->ol, NULL);  
  125.     }  
  126. }  
复制代码


作者: 夺命书生    时间: 2014-11-7 21:36
想看懂它，还真需要些时间。



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