重叠I/O详解【转】
重叠I/O也是一种异步I/O,同样也支持Win32的其它对象,当然在Winsock中可以发挥很大的作用。使用 Overlapped开发支持一定数量的Socket的应用，效率是相当很高的。
但就我个人的观点，在Win32下做网络应用的开发，如果要支持100个 以上的Socket的话，还是考虑Completion Port I/O。要求支持Socket最好是100个以下，我是基于这样考虑的：Overlapped是通过多线程支持多Socket的，如果开辟的线程太多的 话，势必影响了系统的性能；Completion Port I/O可以更好支持大量的客户端。这两种在Windows下具有高效率的I/O都不支持Windows CE及其它平台。我在这里说一下在开发网络应用时什么时候用Overlapped I/O 模型：准备在Win98和以上版本或WinNT3.1和以上版本做开发，且要求支持Socket最好在100个以下。另外在串口开发中，考虑效率问题，有 很多地方用到了Overlapped I/O。
Overlapped I/O主要涉及一个数据结构Overlapped(Winsock中是WSAOverlapped)和一个函数WSAGetOverlappedResult(..)。Overlapped I/O执行步骤很清晰，只要下面三步：
(1) 应用先通过WSASend或WSARecv(不知道有没有其它的请求，我只用过这两个函数)，注意要向两者转WSAOverlapped参数，表示，执行的是Overlapped操作；
(2)在一个循环中，调用GetOverlappedResult(..)等待操作完成，GetOverlappedResult返回时，进行相应的处理，如处理数据；（这个循环应该是在一个单独开辟的线程中实现的，而不会再主线程中阻塞）
(3) 最后，还在(2)循环中，发送另外一个请求(WSASend或WSARecv),重复处理(2)、(3)两步。
第一步中执行WSASend或WSARecv时，函数立即返回，得到SOCKET_ERROR信息且此时WSAGetErrorLast返回 WSA_IO_PENDING，说明调用已成功，Winsock正在处理WSASend或WSARecv的请求。个人认为Winsock在内部开辟了新的 线程处理，应用程序不用管理多线程，达到异步的目的，有利于性能的提高。WSASend或WSARecv也可能返回"0"，表示立即成功，这时，应用还是 可以在WSAGetOverlappedResult()处等待，处理过程与上面是一样的；也就是说我们不须要马上在WSASend或WSARecv进行 相关的处理。
WSAGetOverlappedResult返回FASLE且WSAGetLastError返回WSA_IO_INCOMPLETE，表示处理正在进行中。 下面我给出支持单个Socket及支持多个Socket的Console程序代码。先来看看支持单个Socket的程序,考虑到代码简洁性，只给一个框架，同时不进行出错处理。
2 {
3 WSAOVERLAPPED Overlapped;
4
5 // 启动Winsock及建立监听套接字
6 listen(hListenSocket, 5);
7
8 hClientSocket = accept(hListenSocket, NULL, NULL);
9 ZeroMemory(&Overlapped, sizeof(WSAOVERLAPPED));
10
11 nResult = WSARecv(
); // 发出请求12
13 for (; ;)
14 {
15 bResult = WSAGetOverlappedResult(
);16 // 函数返回后进行相应的处理
17 nResult = WSARecv(
); // 发出另外一个请求18 }
19 }
上面的程序只是想说明一下过程，程序没有实现什么功能。这样做的目的是节约字数，用来说明我下面支持多个Socket的Console应用。请继续看。
先看一个自定义的结构体，单句柄数据结构，通过该结构,主线程与某个特定的子线程中的套接字相互联系。
{
SOCKET hSocket; // 主键:通信套接字
char szClientIP[16];// 自定义字段:客户端地址
int nOperateType; // 自定义字段:操作类型
}PER_HANDLE_DATA, FAR* LPPER_HANDLE_DATA;
在上面的结构中还可以加入自己需要的字段。在我下面的例子程序中，szClientIP是用来保存连接上来的客户端的IP的，这样在主线程将这个结构体传 给子线程后，在子线程中根据客户端IP就知道目前处理的是哪个客户端了。下面是程序的大部分，同样除去一些简单的出错输出。
2 #define DATA_BUFSIZE 8192
3 #define POST_RECV 0X01
4 #define POST_SEND 0X02
5
6 int main( )
7 {
8 LPPER_HANDLE_DATA lpPerHandleData;
9 SOCKET hListenSocket;
10 SOCKET hClientSocket;
11 SOCKADDR_IN ClientAddr;
12 int nAddrLen;
13 HANDLE hThread;
14
15 // Start WinSock and create a listen socket.
16
17 listen(hListenSocket, 5);
18 for (; ;)
19 {
20 nAddrLen = sizeof(SOCKADDR);
21 hClientSocket = accept(hListenSocket, (LPSOCKADDR)&ClientAddr, &nAddrLen);
22
23 lpPerHandleData = (LPPER_HANDLE_DATA)malloc(sizeof(PER_HANDLE_DATA));
24 lpPerHandleData->hSocket = hClientSocket;
25 // 注意这里将连接的客户端的IP地址，保存到了lpPerHandleData字段中了
26 strcpy(lpPerHandleData->szClientIP, inet_ntoa(ClientAddr.sin_addr));
27
28 // 为本次客户请求产生子线程
29 hThread = CreateThread(
30 NULL,
31 0,
32 OverlappedThread,
33 lpPerHandleData, // 将lpPerHandleData传给子线程
34 0,
35 NULL
36 );
37 CloseHandle(hThread);
38 }
39 return 0;
40 }
41
42 DWORD WINAPI OverlappedThread(LPVOID lpParam)
43 {
44 LPPER_HANDLE_DATA lpPerHandleData = (LPPER_HANDLE_DATA)lpParam;
45 WSAOVERLAPPED Overlapped;
46 WSABUF wsaBuf;
47 char Buffer[DATA_BUFSIZE];
48 BOOL bResult;
49 int nResult;
50
51 ZeroMemory(&Overlapped, sizeof(WSAOVERLAPPED));
52 wsaBuf.buf = Buffer;
53 wsaBuf.len = sizeof(Buffer);
54 lpPerHandleData->nOperateType = POST_RECV; // 记录本次操作是Recv(..)
55
56 dwFlags = 0;
57 nResult = WSARecv(
58 lpPerHandleData->hSocket, // Receive socket
59 &wsaBuf, // 指向WSABUF结构的指针
60 1, // WSABUF数组的个数
61 &dwNumOfBytesRecved, // 存放当WSARecv完成后所接收到的字节数,实际接收到的字节数
62 &dwFlags, // A pointer to flags
63 &Overlapped, // A pointer to a WSAOVERLAPPED structure
64 NULL // A pointer to the completion routine,this is NULL
65 );
66 if ( nResult == SOCKET_ERROR && GetLastError() != WSA_IO_PENDING)
67 {
68 printf("WSARecv(..) failed.\n");
69 free(lpPerHandleData);
70 return -1;
71 }
72
73 while (TRUE)
74 {
75 bResult = WSAGetOverlappedResult(
76 lpPerHandleData->hSocket,
77 &Overlapped,
78 &dwBytesTransferred, // 当一个同步I/O完成后,接收到的字节数
79 TRUE, // 等待I/O操作的完成
80 &dwFlags
81 );
82 if (bResult == FALSE && WSAGetLastError() != WSA_IO_INCOMPLETE)
83 {
84 printf("WSAGetOverlappdResult(..) failed.\n");
85 free(lpPerHandleData);
86 return 0; // 错误退出
87 }
88
89 if (dwBytesTransferred == 0)
90 {
91 printf("客户端已退出,将断开与之的连接!\n");
92 closesocket(lpPerHandleData->hSocket);
93 free(lpPerHandleData);
94 break;
95 }
96
97 // 在这里将接收到的数据进行处理
98 printf("Received from IP: %s.\ndata: %s\n", lpPerHandleData->szClientIP, wsaBuf.buf);
99
100 // 发送另外一个请求操作
101 ZeroMemory(&Overlapped, sizeof(WSAOVERLAPPED));
102 lpPerHandleData->nOperateType = POST_RECV;
103
104 dwFlags = 0;
105 nResult = WSARecv(
);106 if (
){}107
108 }
109
110 return 1;
111 }
程序结构比较清晰，lpPerHandleData是主线程与子线程联系的纽带，子线程是通过这个结构获得所处理客户端的 情况的。在不同的应用中可以将这个结构定义成不同的形式，以符合所实现应用的需要。注意结构体的nOperateType在 GetOverlappedResult返回时用到,可以根据这个字段确定我们下一步的操作。
浙公网安备 33010602011771号