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1、论述socketI/O模型之完成端口2007-05-2213:55转贴自：http://www.cppblog.com/kenlistian/archive/2006/05/26/7666.html转载，这篇文章非常经典，特此收录---Email:kruglinski_at_gmail_dot_comBlog:kruglinski.blogchina.com早在两年前我就已经能很熟练的运用完成端口这种技术了,只是一直没有机会将它用在什么项目中,这段时间见到这种技术被过分炒作,过分的神秘化,就想写一篇解释它如何工作的文章.想告诉大家它没有传说中的那
2、么高深难懂!有什么错误的地方还请高人指正.转载请注明出处及作者,谢谢!以一个文件传输服务端为例,在我的机器上它只起两个线程就可以为很多个个客户端同时提供文件下载服务,程序的性能会随机器内CPU个数的增加而线性增长,我尽可能做到使它清晰易懂,虽然程序很小却用到了NT5的一些新特性,重叠IO,完成端口以及线程池,基于这种模型的服务端程序应该是NT系统上性能最好的了.首先.做为完成端口的基础,我们应该理解重叠IO,这需要你已经理解了内核对象及操作系统的一些概念概念,什么是信号/非信号态,什么是等待函数,什么是成功等待的副作用,什么是线程挂起等,如果这些
3、概令还没有理解,你应该先看一下Windows核心编程中的相关内容.如果已经理解这些,那么重叠IO对你来说并不难.你可以这样认为重叠IO,现在你已经进入一个服务器/客户机环境,请不要混淆概念,这里的服务器是指操作系统,而客户机是指你的程序(它进行IO操作),是当你进行IO操作(send,recv,writefile,readfile....)时你发送一个IO请求给服务器(操作系统),由服务器来完成你需要的操作,然后你什么事都没有了,当服务器完成IO请求时它会通知你,当然在这期间你可以做任何事,一个常用的技巧是在发送重叠IO请求后,程序在一个循环中一
4、边调用PeekMessage,TranslateMessage和DispatchMessage更新界面,同时调用GetOverlappedResult等待服务器完成IO操作,更高效一点的做法是使用IO完成例程来处理服务器(操作系统)返回的结果,但并不是每个支持重叠IO操作的函数都支持完成例程如TransmitFile函数.例1.一次重叠写操作过程(GetOverlappedResult方法):1.填写一个OVERLAPPED结构2.进行一次写操作,并指定重叠操作参数(上面的OVERLAPPED结构变量的指针)3.做其它事(如更新界面)4.GetO
5、verlappedResult取操作结果5.如果IO请求没有完成,并且没有出错则回到期３6.处理IO操作结果例2.一次重叠写操作过程(完成例程方法):1.填写一个OVERLAPPED结构2.进行一次写操作,并指定重叠操作参数(上面的OVERLAPPED结构变量的指针),并指定完成例程3.做其它事(如更新界面)4.当完成例程被调用说明IO操作已经完成或出错,现在可以对操作结果进行处理了如果你已经理解上面的概念,就已经很接近IO完成端口了,当然这只是很常规的重叠操作它已经非常高效,但如果再结合多线程对一个File或是Socket进行重叠IO操作就会非
6、常复杂,通常程序员很难把握这种复杂度.完成端口可以说就是为了充分发挥多线程和重叠IO操作相结合的性能而设计的.很多人都说它复杂,其实如果你自己实现一个多线程的对一个File或是Socket进行重叠IO操作的程序(注意是多个线程对一个HANDLE或SOCKET进行重叠IO操作,而不是启一个线程对一个HANDLE进行重叠IO操作)就会发现完成端口实际上简化了多线程里使用重叠IO的复杂度,并且性能更高,性能高在哪?下面进行说明.我们可能写过这样的服务端程序:例3.主程序:1.监听一个端口2.等待连接3.当有连接来时4.启一个线程对这个客户端进行处理5.
7、回到2服务线程:1.读客户端请求2.如果客户端不再有请求,执行63.处理请求4.返回操作结果5.回到16.退出线程这是一种最简单的网络服务器模型,我们把它优化一下例4.主程序:1.开一个线程池,里面有机器能承受的最大线程数个线程,线程都处于挂起(suspend)状态1.监听一个端口2.等待连接3.当有连接来时4.从线程池里Resume一个线程对这个客户端进行处理5.回到2服务线程与例3模型里的相同,只是当线程处理完客户端所有请求后,不是退出而是回到线程池,再次挂起让出CPU时间,并等待为下一个客户机服务.当然在此期间线程会因为IO操作(服务线程的
8、第1,5操作,也许还有其它阻塞操作)挂起自己,但不会回到线程池,也就是说它一次只能为一个客户端服务.这可能是你能想到的最高效的服务端模型
