完成端口模式

完成端口模式  
   
 完成端口是到目前为止最为复杂的输入输出模式。然而，当一个应用不得不同时处理大量的socket时，它也提供了使系统性能达到最佳的可能性。不幸的是，完成端口只能用在windows  NT和windows2000上。由于完成端口被设计得极为复杂，它应该成为程序员的青年禁卫军，只有在被迫面对几百甚至几千个并发的socket、你又希望在添加CPU后可以获得更好的scale时，才被派上战场。关于完成端口，最重要的是记住这一点：如果你为winnt/2000开发处理大量socket   I/O   请求的高性能服务，它是你的最佳选择（比如，Web服务）。  
   
 本质上完成端口模式要求你创建一个win32完成端口对象来管理重叠i/o请求，用一定数量的线程来处理已完成的重叠i/o请求.注意，事实上完成端口是win32,winnt,win2000的内建的，它能操作的不仅仅是socket句柄。但是，本章将把讨论范围局限于在socket句柄上下文中，如何利用完成端口的优势。  
  在开始使用完成端口模式之前，我们必须创建一个完成端口对象，用它来管理任意数量的socket句柄上的多I/O请求。完成这一动作需要调用CreateIoCompletionPort函数，它具有如下形式的定义：  
  HANDLE   CreateIoCompletionPort(  
    HANDLE   FileHandle,  
    HANDLE   ExistingCompletionPort,  
    DWORD   CompletionKey,  
    DWORD   NumberOfConcurrentThreads  
  );  
   
  在了解参数的细节之前，要明白这个函数事实上有两个目的：  
    。创建一个完成端口对象  
    。把一个句柄关联到完成对口上。  
     
 开始创建完成端口时，我们唯一感兴趣的参数是NumberOfConcurrentThreads，前面的三个参数可以忽略不计。参数NumberOfConcurrentThreads用来指定在一个完成端口上可以并发的线程数量。理想的情况是，一个处理器上只运行一个线程，这样可以避免线程上下文切换的开销。如果这个参数的值为0，那就是告诉系统线程数与处理器数相同。我们可以用下面的代码来创建I/O完成端口。  
  CompletionPort   =   CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE,  
    NULL,   0,   0);  
  这段代码返回一个句柄，在关联socket句柄时，它用来标识这里的完成端口。  
   
  工作者线程和完成端口  
   
 成功的创建了完成端口对象，就可以把socket句柄（注意，原文用的是handles，复数）关联上去。可是在做这一步之前，还有一件必须完成的工作：创建一个或多个工作者线程，当socketI/O  请求被投递到完成端口对象时，这些线程为完成端口服务。说到这里，你可能想知道应该创建多少个线程来为完成端口服务。事实上这是完成端口模式更为复杂的一面，因为这需要你通盘考虑整个应用的设计，才能决定用多少个线程来为I/O请求服务。注意到这一点是很重要的：在调用CreateIoCompletionPort时指定的并发线程的个数，和创建的工作者线程的个数是有区别的，  
 或者说，它们不是一回事。我们在前面推荐的做法，是调用CreateIoCompletionPort时指定每个处理器上只有一个线程，以避免线程上下文切换的开销。CreateIoCompletionPort的参数NumberOfConcurrentThreads明确的告诉系统，每次只允许n个线程可以操作完成端口。如果你为一个完成端口创建的工作者线程比n多，那一次只能有n个线程可以进行操作（确切地说，在一小段时间内，系统激活的线程有可能超过n，但系统会很快将这个数量减小到n）。你可能会觉得奇怪：我明明已经在CreateIoCompletionPort中指定了一个值，干吗要创建比它多的工作者线程。  
 正如我前面提到的，这取决于你的整个应用的设计。如果一个工作者线程调用sleep、WaitForSingleObject之类的函数，然后，它挂了，另一个线程就可以取代它的位置。或者说，你总是希望有足够多可以执行的线程，来满足你在CreateIoCompletionPort指定的那一个数字。这样，如果你预见到工作者线程可能阻塞，你就找到了一个理由，来创建比CreateIoCompletionPort的参数NumberOfConcurrentThreads多的工作者线程