WinSock完成端口IO模型.doc

关于重叠I/O，参考《WinSock重叠I/O模型》；关于完成端口的概念及内部机制，参考译文《深度探索I/O完成端口》。 完成端口对象取代了WSAAsyncSelect中的消息驱动和WSAEventSelect中的事件对象，当然完成端口模型的内部机制要比WSAAsyncSelect和WSAEventSelect模型复杂得多。 IOCP内部机制如下图所示： 在WinSock中编写完成端口程序，首先要调用CreateIoCompletionPort函数创建完成端口。其原型如下： WINBASEAPI HANDLE WINAPI CreateIoCompletionPort( HANDLE FileHandle, HANDLE ExistingCompletionPort, DWORD CompletionKey, DWORD NumberOfConcurrentThreads ); 第一次调用此函数创建一个完成端口时，通常只关注NumberOfConcurrentThreads，它定义了在完成端口上同时允许执行的线程数量。一般设为0，表示系统内安装了多少个处理器，便允许同时运行多少个线程为完成端口提供服务。每个处理器各自负责一个线程的运行，避免了过于频繁的线程上下文切换。 hCompletionPort = CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, 0, 0) 这个类比重叠I/O事件通知模型中(WSA)CreateEvent。 然后再调用GetSystemInfo(SystemInfo);取得系统安装的处理器的个数SystemInfo.dwNumberOfProcessors，根据CPU数创建线程池，在完成端口上，为已完成的I/O请求提供服务。一般线程池的规模，即线程数 = CPU数*2+2。 下面的代码片段演示了线程池的创建。 // 创建线程池，规模为CPU数的两倍 for(int i = 0; i SystemInfo.dwNumberOfProcessors * 2; i++) { HANDLE ThreadHandle; // 创建一个工作线程，并将完成端口作为参数传递给它。 if ((ThreadHandle = CreateThread(NULL, 0, WorkerThread, hCompletionPort, 0, ThreadID)) == NULL) { printf(CreateThread() failed with error %d/n, GetLastError()); return; } // 关闭线程句柄 CloseHandle(ThreadHandle); } 然后需要将一个句柄与已经创建的完成端口关联起来，这里主要指套接字AcceptSocket，以后针对这个套接字的I/O完成状态交由完成端口通知，程序接到完成通知后做善后处理。 这需要再次调用CreateIoCompletionPort函数（囧）。参数四NumberOfConcurrentThreads依旧填0，参数一一般就是AcceptSocket，参数二为上面创建的完成端口hCompletionPort。参数三即“完成键”，一般存放套接字句柄的背景信息，也就是所谓的“单句柄数据”。之所以把它叫作“单句柄数据”，因为它是用来保存参数一套接字句柄的关联信息。一般可简单定义如下： typedef struct { SOCKET Socket; } PER_HANDLE_DATA, * LPPER_HANDLE_DATA; 下面的代码片段演示了每次Accept返回时，调用CreateIoCompletionPort使返回的AcceptSocket与完成端口关联，并传递一个PerHandleData。 AcceptSocket = WSAAccept(Listen, NULL, NULL, NULL, 0); PerHandleData-Socket = AcceptSocket; CreateIoCompletionPort((HANDLE) AcceptSocket, hCompletionPort, (DWORD) PerHandleData, 0) 这个类比重叠I/O事件通知模型中设置（WSA）OVERLAPPED结构中的hEvent字段，使一个事件对象句柄同一个文件/套接字关联起来。 将套接字句柄与一个完成端口关联在一起后，便可以套接字句柄为基础，投递发送与接收请求，开始对I/O请求的处理。接下来，可开始依赖完成端口，来接收有关I/O操作完成情况的通知。从本质上说，完成端口模型利用了Win32重叠I/O机制。在这种机制中，像WSARecv()和WSASend()这样的WinS