完成端口模型开发
完成端口模型实现步骤：
1.创建完成端口
2.创建服务线程，通常服务线程数量为CPU数量的2倍
3.将套接字与完成端口关联在一起
4.调用输入输出函数，发起重叠I/O操作
5.在服务线程中，在完成端口上等待重叠I/O操作结果
一、创建完成端口对象
要在应用程序中利用完成端口模型，就必须首次创建完成端口对象。CreateIoCompletionPort()函数实现此功能，函数声明如下：
HANDLE CreateIoCompletionPort( HANDLE FileHandle, //文件句柄 HANDLE ExistingCompletionPort, //存在的完成端口句柄 DWORD CompletionKey, //完成键，通常应用程序利用该参数保存于套接字相关信息 DWORD NumberOfConcurrentThreads //完成端口并发线程的数量。如果为0，则通知系统完成例程并发线程的数量等于CPU的数量 );
如果该函数调用成功则返回完成端口的句柄，如果失败则返回NULL.
在套接字应用程序中，要创建完成端口对象，需要设置FileHandle参数为INVALID_HANDLE_VALUE,ExisstingCompletionPort参数为NULL，CompletionKey参数为0，NumberOfConcurrentThreads参数为0，代码如下：
1 HANDLE hIoCompletionPort; 2 hIoCompletionPort=CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE,NULL,0,0);
二、创建服务线程
创建完成端口后，在创建服务线程。首先应用程序要获得计算机CPU的数量，着可以通过调用GetSystemInfo()函数来完成，然后调用CreateThread()或_beginthreadex()函数创建服务线程。通常应用程序要把完成例程作为线程参数传递给服务线程。
以下代码演示了创建服务线程的过程：
1 //服务线程函数 2 DWORD WINAPI ServerWorkerThread(LPVOID CompletionPortID); 3 4 SYSTEM_INFO SystemInfo; //计算机系统信息 5 GetSystemInfo(&SystemInfo); //获取计算机系统信息 6 for(int i=0;i<SystemInfo.dwNumberOfProcessors*2;i++) 7 { 8 HANDLE ThreadHandle; 9 DWORD ThreadID; 10 //创建服务线程 11 if((ThreadHandle=CreateThread(NULL,0,ServerWorkerThread,CreateIoCompletionPort,0,&ThreadID))==NULL) 12 { 13 printf("调用创建线程函数失败！%d\n",GetLastError()); 14 return; 15 } 16 CloseHnadle(ThreadHandle); 17 }
服务线程开始工作后有3种状态：
（1）等待状态。在没有I/O操作完成通知包被投递到完成端口时，服务线程在完成端口上等待。
（2）服务状态。当I/O操作完成通知到达时，服务线程按照LIFO方式被唤醒，开始为客户端提供服务，当完成服务后，服务线程回到完成端口，继续等待。
（3）阻塞状态。为客户端提供服务的线程，调用了Sleep()之类的函数，线程进入阻塞状态。
三、套接字与完成端口关联
创建完成端口后，需要将套接字与完成端口关联在一起，此功能还是通过调用CreateIoCompletionPort()函数来实现，如调用成功返回端口句柄，即ExistingCompletionPort，失败则返回NULL.
在套接字应用程序中，调用该函数即告知系统当I/O操作完成时，向完成端口发送一个I/O操作完成通知包。这些通知包按照FIFO方式，在完成端口上排队等待服务线程的读取。
以下程序中_completionKey结构体保存客户端套接字和地址，在调用CreateIoCompletionPort()函数时，将该结构体指针作为完成键传递进去。
1 //完成键 2 //结构体 3 typedef struct _completionKey 4 { 5 SOCKET s; 6 SOCKADDR_IN clientAddr; //客户端 7 }COMPLETIONKEY,*PCOMPLETIONKEY; 8 9 SOCKET sListen; //服务器监听套接字 10 SOCKET sAccept; //客户端套接字 11 HANDLE hIoCompletionPort; //完成端口 12 PCOMPLETIONKEY pCompleKey; //完成键 13 SOCKADDR_IN addr; //服务器地址 14 SOCKADDR_IN clientLen=sizeof(addr); 15 sAccept=accept(sListen,(SOCKADDR*)&addr,&addr); //接受客户端连接请求 16 //定义完成键 17 pCompleKey->s=sAccept; //端套接字 18 pCompleKey->clientAddr=addr; //地址 19 //将套接字与完成端口关联起来 20 HANDLE h=CreateIoCompletionPort((HANDLE)sAccept,hIoCompletionPort,(DWORD)pCompleKey,0)
四、发起重叠I/O操作
将套接字与完成端口关联起来后，应用程序调用下面的函数，发起发起重叠I/O操作
（1）WSASend()和WSASenTo()函数：发送数据
（2）WSARecv()和WSARecvFrom()函数：接收数据
在应用程序中，通常声明一个和I/O操作相关的结构体，以保存I/O操作的相关信息
以下代码演示了调用WSARecv()函数发起异步接收数据的过程
如果函数返回ERROR_IO_PENDING,则说明成功的发起了一个异步接收数据操作。
1 #define DATA_BUFSIZE 512 2 SOCKET sAccept //客户端套接字 3 //I/O操作数据结构 4 typedef struct _io_operation_data 5 { 6 WSAOVERLAPPEO overlapped; //重叠结构 7 WSABUF dataBuf; 8 CHAR buffer[DATA_BUFSIZE]; //接收数据缓存区 9 }IO_OPERATION_DATA,*PIO_OPERATION_DATA; 10 11 12 //定义I/O操作数据 13 PIO_OPERATION_DATA pIoDate; 14 pIoDate->dataBuf.buf=pIoDate->buffer; 15 pIoDate->data.len=DATA_BUFSIZE; 16 ZeroMemory(&pIoDate->overlapped,sizeof(pIoDate->overlapped)) 17 DWORD flags=0; 18 DWORD recvBytes; 19 20 //接收数据 21 if(WSARecv(sAccept,&(pIoDate->dataBuf),1,&recvBytes,&flags,&(pIoDate->overlapped),NULL)==SOCKET_ERROR) 22 { 23 if(WSAGetLastError()!=ERROR_IO_PENDING) //成功发起异步接收数据操作 24 { 25 printf("调用WSARecv()函数失败%d\n",WSAGetLastError()); 26 return; 27 } 28 }
五、等待重叠I/O操作结果
服务线程被启动后，调用GetQueuedCompletionStatus()（该函数的用法请参看MSDN）函数等待重叠I/O操作的完成结果。当重叠I/O操作完成时，I/O操作完成通知包被发送到完成端口上，此时该函数返回。完成通知包包含的信息有传输的字节数，完成键和重叠结构。
以下代码演示了GetQueuedCompletionStatus()函数的用法：
1 #define THREAD_SLEEP_TIME //超时时间 2 //完成键 3 typedef struct_completionKey 4 { 5 SOCKET s; 6 SOCKADDR_IN clientAddr; //客户端地址 7 }COMPLETIONKEY,*PCOMPLETIONKEY; 8 HANDLE hIoComPort; //完成端口 9 DWORD dwNumberOfByte; //传输字节 10 PCOMPLETIONKEY pCompletionKey; //完成键 11 LPOVERLAPPED lpOverlapped; //重叠结构指针 12 BOOL bRet=GetQueuedCompletionStatus(hIoComPort,&dwNumberOfByte,(LPDWORD )pCompletionKey,&lpOverlapped,THREAD_SLEEP_TIME); 13 if(TRUE==bRet) 14 { 15 //成功的I/O异步操作，处理数据 16 } 17 else 18 { 19 int nErrCode=WSAGetLastError(); 20 if(NULL!=lpOverlapped) 21 { 22 //检查错误代码 23 } 24 else if(WAIT_TIMEOUT==nErrCode) 25 { 26 //函数调用超时 27 continue;28 } 29 else 30 { 31 //检查错误代码 32 } 33 }
六、取消异步操作
1 BOOL CancelIo 2 { 3 HANDLE hFile; 4 }
当关闭套接字应用程序时，如果此时系统中还有未完成的异步操作，那么应用程序可以调用CanceIo()函数取消等待执行的异步操作。该函数调用成功则返回值为TRUE，所有在曦套接字上等待的异步操作都被成功地取消。
七、投递完成通知包
当服务线程退出，应用程序可以调用PostQueuedCompletionStatus()（Posts an I/O completion packet to an I/O completion port.）函数想服务线程发送一个特殊的完成通知包。在服务线程中，接收到这通知包后，线程退出。
PostQueuedCompletionStatus()函数功能为向完成端口上发送一个I/O操作完成通知包。在服务线程中，GetQueuedCompletionStatus()函数返回调用PostQueuedCompletionStatus()函数时传递的第2个、第3个和第4个参数值。
以下代码表明利用PostQueuedCompletionStatus()函数向服务线程发送退出通知包的过程。设置PostQueuedCompletionStatus()函数的第3和第4个参数为NULL。在服务线程中，根据GetQueuedCompletionStatus()函数的第3和第4个参数值为NULL，服务线程退出。
1 HANDLE hIoComPort; //完成端口 2 PCOMPLETIONKEY pCompletionKey; //完成键 3 LPOVERLAPPED pOverlapped; //重叠结构指针 4 DWORD dwNumberOfByte; //传输字节数 5 //发送服务线程退出通知包 6 PostQueuedCompletionStatus(hIoComPort,0,(DWORD)NULL,NULL); 7 //等待重叠I/O操作结果 8 GetQueuedCompletionStatus(hIoComPort,&dwNumberOfByte,(LPDWORD)pCompletionKey,&pOverlapped,THREAD_SLEEP_TIME); 9 //其他处理 10 if(NULL==pOverlapped&&NULL==pCompletionKey) 11 { 12 //服务线程退出 13 }
这个笔记终于记完了。so pain
