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[IOCP资料]学习笔记之I/O完成端口（IOCP）zz
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2006.8.22
09:26
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最近要做一个网络方面的小东东，基于C/S模式的。都说IOCP可以使系统达到最佳的性能，因此我就比划了两下，献丑了。抄书开始。
从本质上说，完成端口模型要求创建一个windows完成端口对象，该对象通过指定数量的线程，对重叠I/O请求进行管理，以便为已经完成的重叠I/O请求提供服务。
首先要创建一个I/O完成端口对象，用它面向任意数量的套接字句柄，管理多个I/O请求。调用以下函数创建完成端口对象：
HANDLE CreateIoCompletionPort(
HANDLE FileHandle,// 同IOCP关联在一起的套接字句柄
HANDLE ExistingCompletionPort,// IOCP句柄
ULONG_PTR CompletionKey, // 完成健
DWORD NumberOfConcurrentThreads // 在IOCP上，同时允许执行的线程数量
);
该函数有两个作用：
（1）创建一个完成端口对象
（2）将一个句柄同完成端口关联到一起
然后就要创建一定数量的工作者线程，以便在套接字的I/O请求投递给完成端口后，为完成端口提供服务。写文字描述很烦，还是看代码吧：
// NetServer3.cpp : Defines the entry point for the console application.
//
#include "stdafx.h"
#include "NetServer3.h"
#include <winsock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
#include <iostream>
using namespace std;
/**///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[] = __FILE__;
#endif
/**///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 单句柄数据
typedef struct tagPER_HANDLE_DATA
{
SOCKET Socket;
SOCKADDR_STORAGE ClientAddr;
// 将和这个句柄关联的其他有用信息，尽管放在这里面吧
}PER_HANDLE_DATA, *LPPER_HANDLE_DATA;
// 但I/O操作数据
typedef struct tagPER_IO_DATA
{
OVERLAPPED Overlapped;
WSABUF DataBuf;
char buffer[1024];
int BufferLen;
int OperationType; // 可以作为读写的标志，为简单，我忽略了
}PER_IO_DATA, *LPPER_IO_DATA;
DWORD WINAPI ServerWorkerThread(LPVOID lpParam);
/**//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// The one and only application object
CWinApp theApp;
using namespace std;
int _tmain(int argc, TCHAR* argv[], TCHAR* envp[])
{
int nRetCode = 0;
// initialize MFC and print and error on failure
if (!AfxWinInit(::GetModuleHandle(NULL), NULL, ::GetCommandLine(), 0))
{
// TODO: change error code to suit your needs
cerr << _T("Fatal Error: MFC initialization failed") << endl;
nRetCode = 1;
}
else
{
// TODO: code your application's behavior here.
CString strHello;
strHello.LoadString(IDS_HELLO);
cout << (LPCTSTR)strHello << endl;
}
/**///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
HANDLE CompletionPort;
WSADATA wsd;
SYSTEM_INFO SystemInfo;
SOCKADDR_IN InternetAddr;
SOCKET Listen;
// 加载WinSock2.2
WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsd);
// 1.创建一个I/O完成端口
CompletionPort = CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE,
NULL,
0,
0);
// 2.确定系统中有多少个处理器
GetSystemInfo(&SystemInfo);
// 3.基于系统中可用的处理器数量创建工作器线程
for (int i = 0; i < SystemInfo.dwNumberOfProcessors; ++i)
{
HANDLE ThreadHandle;
// 创建一个服务器的工作器线程，并将完成端口传递到该线程
ThreadHandle = CreateThread(NULL,
0,
ServerWorkerThread,
CompletionPort,
0,
NULL);
CloseHandle(ThreadHandle);
}
// 4.创建一个监听套接字，以下的套路都是固定的。
Listen = WSASocket(AF_INET,
SOCK_STREAM,
0,
NULL,
0,
WSA_FLAG_OVERLAPPED);
InternetAddr.sin_family = PF_INET;
InternetAddr.sin_port = htons(5000);
InternetAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
bind(Listen, (SOCKADDR*)&InternetAddr, sizeof(InternetAddr));
listen(Listen, 5);
BOOL b = TRUE;
while (b)
{
PER_HANDLE_DATA * PerHandleData = NULL;
SOCKADDR_IN saRemote;
SOCKET Accept;
int RemoteLen;
// 5.接收连接，并分配完成端口，这儿可以用AcceptEx来代替，以创
// 建可伸缩的Winsock应用程序。
RemoteLen = sizeof(saRemote);
Accept = accept(Listen, (SOCKADDR*)&saRemote, &RemoteLen);
// 6.创建用来和套接字关联的单句柄数据信息结构
PerHandleData = (LPPER_HANDLE_DATA)GlobalAlloc(GPTR,
sizeof(PER_HANDLE_DATA));
cout << "Socket number " << Accept << " connected" << endl;
PerHandleData->Socket = Accept;
memcpy(&PerHandleData->ClientAddr, &saRemote, RemoteLen);
// 7.将接受套接字和完成端口关联起来
CreateIoCompletionPort((HANDLE)Accept,
CompletionPort,
(DWORD)PerHandleData,
0);
// 开始在接受套接字上处理I/O
// 使用重叠I/O机制，在新建的套接字上投递一个或多个异步
// WSARecv 或 WSASend请求。这些I/O请求完成后，工作者线程
// 会为I/O请求提供服务，之后就可以坐享其成了
static int const DATA_BUFSIZE = 4096; //
DWORD RecvBytes = 0;
DWORD Flags = 0;
// 单I/O操作数据
LPPER_IO_DATA PerIoData = NULL;
PerIoData = (LPPER_IO_DATA)GlobalAlloc(GPTR, sizeof(PER_IO_DATA));
ZeroMemory(&(PerIoData->Overlapped), sizeof(OVERLAPPED));
PerIoData->DataBuf.len = 1024;
PerIoData->DataBuf.buf = PerIoData->buffer;
PerIoData->OperationType = 0; // read
WSARecv(PerHandleData->Socket,
&(PerIoData->DataBuf),
1,
&RecvBytes,
&Flags,
&(PerIoData->Overlapped),
NULL);
}
/**///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
return nRetCode;
}
/**///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
DWORD WINAPI ServerWorkerThread(LPVOID lpParam)
{
HANDLE CompletionPort = (HANDLE)lpParam;
DWORD BytesTransferred;
LPOVERLAPPED lpOverlapped;
LPPER_HANDLE_DATA PerHandleData = NULL;
LPPER_IO_DATA PerIoData = NULL;
DWORD SendBytes;
DWORD RecvBytes;
DWORD Flags;
BOOL bRet = FALSE;
while (TRUE)
{
bRet = GetQueuedCompletionStatus(CompletionPort,
&BytesTransferred,
(PULONG_PTR)
&PerHandleData,
(LPOVERLAPPED*)
&lpOverlapped,
INFINITE);
// 检查成功的返回，这儿要注意使用这个宏CONTAINING_RECORD
PerIoData = (LPPER_IO_DATA)CONTAINING_RECORD(lpOverlapped,
PER_IO_DATA,
Overlapped);
// 先检查一下，看看是否在套接字上已有错误发生
if (0 == BytesTransferred)
{
closesocket(PerHandleData->Socket);
GlobalFree(PerHandleData);
GlobalFree(PerIoData);
continue;
}
// 数据处理
// 成功了！！！这儿就收到了来自客户端的数据
cout << PerIoData->DataBuf.buf << endl;
Flags = 0;
// 为下一个重叠调用建立单I/O操作数据
ZeroMemory(&(PerIoData->Overlapped), sizeof(OVERLAPPED));
PerIoData->DataBuf.len = 1024;
PerIoData->DataBuf.buf = PerIoData->buffer;
PerIoData->OperationType = 0; // read
WSARecv(PerHandleData->Socket,
&(PerIoData->DataBuf),
1,
&RecvBytes,
&Flags,
&(PerIoData->Overlapped),
NULL);
}
return 0;
}
/**///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
http://blog.vckbase.com/dlutyuanhongl/archive/2005/04/19/4815.html<script type="text/java script">
<script type="text/java script"
src="http://pagead2.googlesyndication.com/pagead/show_ads.js">
从本质上说，完成端口模型要求创建一个windows完成端口对象，该对象通过指定数量的线程，对重叠I/O请求进行管理，以便为已经完成的重叠I/O请求提供服务。
首先要创建一个I/O完成端口对象，用它面向任意数量的套接字句柄，管理多个I/O请求。调用以下函数创建完成端口对象：
HANDLE CreateIoCompletionPort(
HANDLE FileHandle,// 同IOCP关联在一起的套接字句柄
HANDLE ExistingCompletionPort,// IOCP句柄
ULONG_PTR CompletionKey, // 完成健
DWORD NumberOfConcurrentThreads // 在IOCP上，同时允许执行的线程数量
);
该函数有两个作用：
（1）创建一个完成端口对象
（2）将一个句柄同完成端口关联到一起
然后就要创建一定数量的工作者线程，以便在套接字的I/O请求投递给完成端口后，为完成端口提供服务。写文字描述很烦，还是看代码吧：
// NetServer3.cpp : Defines the entry point for the console application.//#include "stdafx.h"#include "NetServer3.h"#include <winsock2.h>#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")#include <iostream>using namespace std;/**///////////////////////////////////////////////////////////////////////////#ifdef _DEBUG#define new DEBUG_NEW#undef THIS_FILEstatic char THIS_FILE[] = __FILE__;#endif/**///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 单句柄数据typedef struct tagPER_HANDLE_DATA{ SOCKET Socket; SOCKADDR_STORAGE ClientAddr; // 将和这个句柄关联的其他有用信息，尽管放在这里面吧}PER_HANDLE_DATA, *LPPER_HANDLE_DATA;// 但I/O操作数据typedef struct tagPER_IO_DATA{ OVERLAPPED Overlapped; WSABUF DataBuf; char buffer[1024]; int BufferLen; int OperationType; // 可以作为读写的标志，为简单，我忽略了}PER_IO_DATA, *LPPER_IO_DATA;DWORD WINAPI ServerWorkerThread(LPVOID lpParam);/**//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// The one and only application objectCWinApp theApp;using namespace std;int _tmain(int argc, TCHAR* argv[], TCHAR* envp[]){ int nRetCode = 0; // initialize MFC and print and error on failure if (!AfxWinInit(::GetModuleHandle(NULL), NULL, ::GetCommandLine(), 0)) { // TODO: change error code to suit your needs cerr << _T("Fatal Error: MFC initialization failed") << endl; nRetCode = 1; } else { // TODO: code your application's behavior here. CString strHello; strHello.LoadString(IDS_HELLO); cout << (LPCTSTR)strHello << endl; }/**/////////////////////////////////////////////////////////////////////////// HANDLE CompletionPort; WSADATA wsd; SYSTEM_INFO SystemInfo; SOCKADDR_IN InternetAddr; SOCKET Listen; // 加载WinSock2.2 WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsd); // 1.创建一个I/O完成端口 CompletionPort = CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, 0, 0); // 2.确定系统中有多少个处理器 GetSystemInfo(&SystemInfo); // 3.基于系统中可用的处理器数量创建工作器线程 for (int i = 0; i < SystemInfo.dwNumberOfProcessors; ++i) { HANDLE ThreadHandle; // 创建一个服务器的工作器线程，并将完成端口传递到该线程 ThreadHandle = CreateThread(NULL, 0, ServerWorkerThread, CompletionPort, 0, NULL); CloseHandle(ThreadHandle); } // 4.创建一个监听套接字，以下的套路都是固定的。 Listen = WSASocket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0, NULL, 0, WSA_FLAG_OVERLAPPED); InternetAddr.sin_family = PF_INET; InternetAddr.sin_port = htons(5000); InternetAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); bind(Listen, (SOCKADDR*)&InternetAddr, sizeof(InternetAddr)); listen(Listen, 5); BOOL b = TRUE; while (b) { PER_HANDLE_DATA * PerHandleData = NULL; SOCKADDR_IN saRemote; SOCKET Accept; int RemoteLen; // 5.接收连接，并分配完成端口，这儿可以用AcceptEx来代替，以创// 建可伸缩的Winsock应用程序。
RemoteLen = sizeof(saRemote); Accept = accept(Listen, (SOCKADDR*)&saRemote, &RemoteLen); // 6.创建用来和套接字关联的单句柄数据信息结构 PerHandleData = (LPPER_HANDLE_DATA)GlobalAlloc(GPTR, sizeof(PER_HANDLE_DATA)); cout << "Socket number " << Accept << " connected" << endl; PerHandleData->Socket = Accept; memcpy(&PerHandleData->ClientAddr, &saRemote, RemoteLen); // 7.将接受套接字和完成端口关联起来 CreateIoCompletionPort((HANDLE)Accept, CompletionPort, (DWORD)PerHandleData, 0); // 开始在接受套接字上处理I/O // 使用重叠I/O机制，在新建的套接字上投递一个或多个异步// WSARecv 或 WSASend请求。这些I/O请求完成后，工作者线程
// 会为I/O请求提供服务，之后就可以坐享其成了
static int const DATA_BUFSIZE = 4096; // DWORD RecvBytes = 0; DWORD Flags = 0; // 单I/O操作数据 LPPER_IO_DATA PerIoData = NULL; PerIoData = (LPPER_IO_DATA)GlobalAlloc(GPTR, sizeof(PER_IO_DATA)); ZeroMemory(&(PerIoData->Overlapped), sizeof(OVERLAPPED)); PerIoData->DataBuf.len = 1024; PerIoData->DataBuf.buf = PerIoData->buffer; PerIoData->OperationType = 0; // read WSARecv(PerHandleData->Socket, &(PerIoData->DataBuf), 1, &RecvBytes, &Flags, &(PerIoData->Overlapped), NULL); }/**/////////////////////////////////////////////////////////////////////////// return nRetCode;}/**///////////////////////////////////////////////////////////////////////////DWORD WINAPI ServerWorkerThread(LPVOID lpParam){ HANDLE CompletionPort = (HANDLE)lpParam; DWORD BytesTransferred; LPOVERLAPPED lpOverlapped; LPPER_HANDLE_DATA PerHandleData = NULL; LPPER_IO_DATA PerIoData = NULL; DWORD SendBytes; DWORD RecvBytes; DWORD Flags; BOOL bRet = FALSE; while (TRUE) { bRet = GetQueuedCompletionStatus(CompletionPort, &BytesTransferred, (PULONG_PTR) &PerHandleData,
(LPOVERLAPPED*)&lpOverlapped,
INFINITE); // 检查成功的返回，这儿要注意使用这个宏CONTAINING_RECORD PerIoData = (LPPER_IO_DATA)CONTAINING_RECORD(lpOverlapped, PER_IO_DATA, Overlapped); // 先检查一下，看看是否在套接字上已有错误发生 if (0 == BytesTransferred) { closesocket(PerHandleData->Socket); GlobalFree(PerHandleData); GlobalFree(PerIoData); continue; } // 数据处理 // 成功了！！！这儿就收到了来自客户端的数据 cout << PerIoData->DataBuf.buf << endl; Flags = 0; // 为下一个重叠调用建立单I/O操作数据 ZeroMemory(&(PerIoData->Overlapped), sizeof(OVERLAPPED)); PerIoData->DataBuf.len = 1024; PerIoData->DataBuf.buf = PerIoData->buffer; PerIoData->OperationType = 0; // read WSARecv(PerHandleData->Socket, &(PerIoData->DataBuf), 1, &RecvBytes, &Flags, &(PerIoData->Overlapped), NULL); } return 0;}/**///////////////////////////////////////////////////////////////////////////你可以通过这个链接引用该篇文章:http://ttof.bokee.com/viewdiary.12715523.html
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