IOCP模型總結

??? //?
* per_io 數據?
??????? PPER_IO_DATA pIoData = ( PPER_IO_DATA )::GlobalAlloc( GPTR, sizeof( PPER_IO_DATA ) );?
???? //查詢(xún)IOCP狀態(tài)（數據讀寫(xiě)操作是否完成）?
??????? DWORD dwRecv = 0;?

實(shí)例:

??????????? {?
??? sockaddr_in addr;?? // 對方的地址

#define OP_ACCEPT 3

}?

?

* 文件名稱(chēng)：main.cpp?
??????? printf( "Using %s (Status:%s)\n", wsaData.szDescription, wsaData.szSystemStatus );?
??? if( hIocp == NULL )?
??????????? ::GlobalFree( pPerHandle );?
8：A線(xiàn)程里的GetQueuedCompletionStatus()馬上返回，并從完成端口取得剛完成的WSASend/WSARecv的結果。?
9：在A(yíng)線(xiàn)程里對這些數據進(jìn)行處理(如果處理過(guò)程很耗時(shí)，需要新開(kāi)線(xiàn)程處理)，然后接著(zhù)發(fā)出WSASend/WSARecv，并繼續下一次循環(huán)阻塞在GetQueuedCompletionStatus()這里。?

/******************************************************************?

??? if( 0 != WSAStartup( MAKEWORD( 2, 2 ), &wsaData ) )?
* 原 作者：?
?? AThread.CompletPort = FCompletPort;//告訴這個(gè)線(xiàn)程，你要去這個(gè)IOCP去訪(fǎng)問(wèn)數據?

{?
* 完成日期：?

??? }?
* 當前版本：1.0?
??????????????? printf( "%s\n", pPerIo->buf );

??????? SOCKADDR_IN saRemote;?

?

??????? if( pPerHandle == NULL )?
??????? DWORD dwFlags = 0;

#define OP_READ?? 1?
******************************************************************/

#define OP_WRITE 2?
* 原 作者：?
??????? buf.buf = pIoData->buf;?
void TRecvSendThread.Execute(...)
#define _IOCPHEADER_H_20080916_

#include <windows.h>

參考：《WINDOWS網(wǎng)絡(luò )與通信程序設計》

??????? {?
GetSystemInfo(&si);
??? OVERLAPPED ol;???????????????? // 重疊結構?
???????????????? LOBYTE( wsaData.wVersion), HIBYTE( wsaData.wVersion ),?
SYSTEM_INFO si;

??? }

/******************************************************************?

??? // 循環(huán)處理到來(lái)的請求?
???? WSARecv( CompletKey, &(pPerIoDat->BufData), 1, BytesRecv, Flags, &(pPerIoDat->Overlap), NULL );?
*?
??????????? break;?
* 返回值 ：?
??????????? ::GlobalFree( pPerIo );

*?
}

再看一下TRecvSendThread線(xiàn)程都干些什么：?
*?
{?
??? {?
* 作??? 者：吳會(huì )然?

??????????????? // 繼續投遞接受操作?
??????? int nRemoteLen = sizeof( saRemote );?
??? //

??? addr.sin_family = AF_INET;?
typedef struct _PER_HANDLE_DATA?
??? //

??? DWORD dwTrans = 0;?
??? PPER_IO_DATA???? pPerIo;?
??? {?

??? // 創(chuàng )建監聽(tīng)套接字，綁定本地端口，開(kāi)始監聽(tīng)?
??????????????? pPerIo->nOperationType = OP_READ;?

??????????? cout << "error" << endl;?

4：主線(xiàn)程循環(huán)里調用accept等待客戶(hù)端連接上來(lái)。?
???????????????? LOBYTE( wsaData.wHighVersion), HIBYTE( wsaData.wHighVersion) );

* All rights reserved.?

??????? {?
??????????????? DWORD dwRecv = 0;?
??? SOCKET????? s;????? // 對應的套接字句柄?

??????????? }?

??? HANDLE hIocp = ::CreateIoCompletionPort( INVALID_HANDLE_VALUE, 0, 0, 0 );?

??????????????? ::WSARecv( pPerHandle->s, &buf, 1, &dwRecv, &dwFlags, &pPerIo->ol, NULL );

*?
??? {?
??? PPER_HANDLE_DATA pPerHandle;?
?????

DWORD WINAPI ServerThread( LPVOID lpParam );

??????? if( pIoData == NULL )?
6：主線(xiàn)程繼續下一次循環(huán)，阻塞在accept這里等待客戶(hù)端連接。?
* per_handle 數據?
???????? char buf[BUFFER_SIZE];?? // 數據緩沖區?
??????? }

??????? ::CreateIoCompletionPort( ( HANDLE)pPerHandle->s, hIocp, (DWORD)pPerHandle, 0 );

*?
將一個(gè)PER_IO_DATA結構強制轉化成一個(gè)OVERLAPPED結構傳給::GetQueuedCompletionStatus()函數，返回的這個(gè)PER_IO_DATA結構的的nOperationType就是I/O操作的類(lèi)型。當然，這些類(lèi)型都是在投遞I/O請求時(shí)自己設置的。?
???? if (BytesTransd !=0) .......?
抽象出一個(gè)完成端口大概的處理流程：?
??????? case OP_WRITE:?

??? printf( "iocp demo start......\n" );

??????? pIoData->nOperationType = OP_READ;?
??? {?
??? }?
?????????????????
??? //???
//接受遠程連接，并把這個(gè)連接的socket句柄綁定到剛才創(chuàng )建的IOCP上?
??????? printf("Windows sockets 2.2 startup\n");?
******************************************************************/

using namespace std;

??????? }

??????? BOOL bRet = ::GetQueuedCompletionStatus( hIocp, &dwTrans, (LPDWORD)&pPerHandle, (LPOVERLAPPED*)&pPerIo, WSA_INFINITE );?
*?

??? int nPort = 20055;

?? }
??????????? break;?
* 摘?? 要： iocp demo?

??? char??????? buf[BUFFER_SIZE];?? // 數據緩沖區?
*?
讀寫(xiě)線(xiàn)程只是簡(jiǎn)單地檢查IOCP是否完成了我們投遞的讀寫(xiě)操作，如果完成了則再投遞一個(gè)新的讀寫(xiě)請求。?

IOCP（I/O Completion Port，I/O完成端口）是性能最好的一種I/O模型。它是應用程序使用線(xiàn)程池處理異步I/O請求的一種機制。在處理多個(gè)并發(fā)的異步I/O請求時(shí)，以往的模型都是在接收請求是創(chuàng )建一個(gè)線(xiàn)程來(lái)應答請求。這樣就有很多的線(xiàn)程并行地運行在系統中。而這些線(xiàn)程都是可運行的，Windows內核花費大量的時(shí)間在進(jìn)行線(xiàn)程的上下文切換，并沒(méi)有多少時(shí)間花在線(xiàn)程運行上。再加上創(chuàng )建新線(xiàn)程的開(kāi)銷(xiāo)比較大，所以造成了效率的低下。?

??????? // 套接字被對方關(guān)閉?
??????????????? pPerIo->buf[dwTrans] = '\0';?
#define OP_ACCEPT 3?
應該注意到，我們創(chuàng )建的所有TRecvSendThread都在訪(fǎng)問(wèn)同一個(gè)IOCP（因為我們只創(chuàng )建了一個(gè)IOCP），并且我們沒(méi)有使用臨界區！難道不會(huì )產(chǎn)生沖突嗎？不用考慮同步問(wèn)題嗎？?

* 作??? 者：吳會(huì )然?
AConnect = accept( FListenSock, addr, len);?
#include <string>?

#ifndef _IOCPHEADER_H_20080916_?
* 完成日期：2008-9-16?
??????? PPER_HANDLE_DATA pPerHandle = ( PPER_HANDLE_DATA )::GlobalAlloc( GPTR, sizeof( PPER_HANDLE_DATA ) );?
??????? printf( "with API versions: %d.%d to %d.%d",?
}?

#endif

???????? int nOperationType;???????? //I/O操作類(lèi)型?
?????????????????

* 完成日期：2008-9-16?
???? GetQueuedCompletionStatus( CompletPort, BytesTransd, CompletKey, POVERLAPPED(pPerIoDat), TIME_OUT );?
??? ::bind( sListen, (sockaddr *)&addr, sizeof( addr ) );?
typedef struct _PER_IO_DATA?
??????? return -1;?
??? while ( TRUE )?
CreateIoCompletionPort( AConnect, FCompletPort, NULL, 0 );?
??????????? break;?
2：創(chuàng )建一個(gè)線(xiàn)程A。?
*******************************************************************/?

int main( int argc, char *argv[] )?

??????? ::WSARecv( pPerHandle->s, &buf, 1, &dwRecv, &dwFlags, &pIoData->ol, NULL );

??????? pPerHandle->s = sRemote;?
??? ::CreateThread( NULL, 0, ServerThread, (LPVOID)hIocp, 0, 0 );

* 函數介紹：處理完成端口對象事件的線(xiàn)程?
* 當前版本：1.0?
??? // 創(chuàng )建工作線(xiàn)程處理完成端口對象的事件?

??????????????? buf.len = BUFFER_SIZE;?
調用的步驟如下:?
??????? }

* 輸入參數：?
* 取代版本：?
呵呵，這正是IOCP的奧妙所在。IOCP不是一個(gè)普通的對象，不需要考慮線(xiàn)程安全問(wèn)題。它會(huì )自動(dòng)調配訪(fǎng)問(wèn)它的線(xiàn)程：如果某個(gè)socket上有一個(gè)線(xiàn)程A正在訪(fǎng)問(wèn)，那么線(xiàn)程B的訪(fǎng)問(wèn)請求會(huì )被分配到另外一個(gè)socket。這一切都是由系統自動(dòng)調配的，我們無(wú)需過(guò)問(wèn)。

* 取代版本：?
??? int???????? nOperationType;???? // 操作類(lèi)型

???? //再投遞一個(gè)讀數據請求?

/******************************************************************?
*?
*******************************************************************/?

#include <iostream>?
* Copyright (c) 2008, xxxxx有限公司?
??? while( TRUE )?
工作線(xiàn)程都干些什么呢？首先是調用::GetQueuedCompletionStatus()函數在關(guān)聯(lián)到這個(gè)完成端口上的所有套接字上等待I/O的完成。再判斷完成了什么類(lèi)型的I/O。一般來(lái)說(shuō)，有三種類(lèi)型的I/O，OP_ACCEPT，OP_READ和OP_WIRTE。我們到數據緩沖區內讀取數據后，再投遞一個(gè)或是多個(gè)同類(lèi)型的I/O即可（::AcceptEx()、::WSARecv()、::WSASend()）。對讀取到的數據，我們可以按照自己的需要來(lái)進(jìn)行相應的處理。?
??? {?
??? }

??????? }

{?
HANDLE FCompletPort = CreateIoCompletionPort( INVALID_HANDLE_VALUE, 0,0,0 );?
//創(chuàng )建一個(gè)完成端口?
?????????
??????? memcpy( &pPerHandle->addr, &saRemote, nRemoteLen );

??????? buf.len = BUFFER_SIZE;?
?? while (!self.Terminated)?

??????????? cout << "client closed" << endl;?
??????? {?
#define OP_READ 1?
* 摘?? 要： IOCP定義文件?
??? WSACleanup();?
這樣一個(gè)IOCP服務(wù)器的框架就出來(lái)了。當然，要做一個(gè)好的IOCP服務(wù)器，還有考慮很多問(wèn)題，如內存資源管理、接受連接的方法、惡意的客戶(hù)連接、包的重排序等等。以上是個(gè)人對于IOCP模型的一些理解與看法，還有待完善。另外各Winsock API的用法參見(jiàn)MSDN。?

*******************************************************************/?
??????????? ::GlobalFree( pPerIo );

??????????? ::closesocket( pPerHandle->s );?
7：WINDOWS系統完成WSASend或者WSArecv的操作，把結果發(fā)到完成端口。?

??? // 創(chuàng )建完成端口對象?
} PER_IO_DATA, *PPER_IO_DATA;?
??? WSADATA wsaData;

??????? SOCKET sRemote = ::accept( sListen, (sockaddr *)&saRemote, &nRemoteLen );

??????????? ::closesocket( pPerHandle->s );?

簡(jiǎn)單實(shí)現，適合IOCP入門(mén)
#include "IOCPHeader.h"?
* All rights reserved.?

??????? // 投遞一個(gè)接受請求?
??????????? ::GlobalFree( pPerHandle );?

??????? return -1;?
??????? WSABUF buf;?
??? addr.sin_port = ::htons( nPort );?
5：主線(xiàn)程里accept返回新連接建立以后，把這個(gè)新的套接字句柄用CreateIoCompletionPort關(guān)聯(lián)到完成端口，然后發(fā)出一個(gè)異步的WSASend或者WSARecv調用，因為是異步函數，WSASend/WSARecv會(huì )馬上返回，實(shí)際的發(fā)送或者接收數據的操作由WINDOWS系統去做。?
??? SOCKET sListen = ::socket( AF_INET,-SOCK_STREAM, 0 );

* 完成日期：?
??????? {?
{
補充IOCP模型的實(shí)現：?
??????? case OP_ACCEPT:?
for (int i=1;si.dwNumberOfProcessors*2+2;i++)?

??? return 0;?
?? {
3：A線(xiàn)程循環(huán)調用GetQueuedCompletionStatus()函數來(lái)得到IO操作結果，這個(gè)函數是個(gè)阻塞函數。?
typedef struct _PER_IO_DATA?
我們不停地發(fā)出異步的WSASend/WSARecv IO操作，具體的IO處理過(guò)程由WINDOWS系統完成，WINDOWS系統完成實(shí)際的IO處理后，把結果送到完成端口上（如果有多個(gè)IO都完成了，那么就在完成端口那里排成一個(gè)隊列）。我們在另外一個(gè)線(xiàn)程里從完成端口不斷地取出IO操作結果，然后根據需要再發(fā)出WSASend/WSARecv IO操作。?
??????????????? WSABUF buf;?
??????? {?
* 輸出參數：?

??????????????? DWORD dwFlags = 0;?
為此，我們需要一個(gè)以OVERLAPPED（重疊I/O）結構為第一個(gè)字段的per-I/O數據自定義結構。?