完成端口模型学习

  “完成端口”模型是迄今为止最为复杂的一种I / O模型。然而，假若一个应用程序同时需要管理为数众多的套接字，那么采用这种模型，往往可以达到最佳的系统性能！但不幸的是，该模型只适用于Windows NT和Windows 2000以上的操作系统。因其设计的复杂性，只有在你的应用程序需要同时管理数百乃至上千个套接字的时候，而且希望随着系统内安装的C P U数量的增多，应用程序的性能也可以线性提升，才应考虑采用“完成端口”模型。要记住的一个基本准则是，假如要为Windows NT或Windows 2000开发高性能的服务器应用，同时希望为大量套接字I / O请求提供服务（We b服务器便是这方面的典型例子），那么I / O完成端口模型便是最佳
选择！
      从本质上说，完成端口模型要求我们创建一个Wi n 3 2完成端口对象，通过指定数量的线程，对重叠I / O请求进行管理，以便为已经完成的重叠I / O请求提供服务。要注意的是，所谓“完成端口”，实际是Wi n 3 2、Windows NT以及Windows 2000采用的一种I / O构造机制，除套接字句柄之外，实际上还可接受其他东西。然而，下面打算讲述如何使用套接字句柄，来发挥完成端口模型的巨大威力。使用这种模型之前，首先要创建一个I / O完成端口对象，用它面向任意数量的套接字句柄，管理多个I / O请求。要做到这一点，需要调用CreateCompletionPort函数。
该函数定义如下：

WINBASEAPI
__out
HANDLE
WINAPI
CreateIoCompletionPort(
    __in     HANDLE FileHandle,
    __in_opt HANDLE ExistingCompletionPort,
    __in     ULONG_PTR CompletionKey,
    __in     DWORD NumberOfConcurrentThreads
    );

在我们深入探讨其中的各个参数之前，首先要注意该函数实际用于两个明显有别的目的：
■ 用于创建一个完成端口对象。
■ 将一个句柄同完成端口关联到一起。
最开始创建一个完成端口时，唯一感兴趣的参数便是NumberofConcurrentThreads（并发线程的数量）；前面三个参数都会被忽略。 NumberofConcurrentThreads参数的特殊之处在于，它定义了在一个完成端口上，同时允许执行的线程数量。理想情况下，我们希望每个处理器各自负责一个线程的运行，为完成端口提供服务，避免过于频繁的线程“场景”切换。若将
该参数设为0，表明系统内安装了多少个处理器，便允许同时运行多少个线程！可用下述代码创建一个I / O完成端口：

   m_hCompletionPort = ::CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, NULL, 0);

 

成功创建一个完成端口后，便可开始将套接字句柄与对象关联到一起。但在关联套接字之前，首先必须创建一个或多个“工作者线程”，以便在I / O请求投递给完成端口对象后，为完成端口提供服务。通过研究，线程数需要大于dNumberofConcurrentThreads参数，我们可以创建2倍NumberofConcurrentThreads的线程。

      一旦在完成端口上拥有足够多的工作者线程来为I / O请求提供服务，便可着手将套接字句柄同完成端口关联到一起。刚才不是用CreateIoCompletionPort创建了一个完成端口吗？现在我们用相同的函数讲套接字绑定在该完成端口上,只是传入的参数变了，如下：

 

       CreateIoCompletionPort((HANDLE)scClient, //指定一个要同完成端口关联在一起的套接字句柄 

                                            m_hCompletionPort, //前面已经创建的的完成端口对象
                                            (DWORD)pIOCPSocket,//传送给处理函数的参数，也就是和一个指定套接字相关的指针类型
                                             0)

     其实完成端口是一个队列，所有的线程都在等消息出现，如果队列里有消息，就每个线程去获取一个消息执行它。先用函数CreateIoCompletionPort来创建一个消息队列，然后使用GetQueuedCompletionStatus函数来从队列获取消息，使用函数PostQueuedCompletionStatus来向队列里发送消息，通过这三个函数就实现完成端口的消息循环处理。上面我们已经建立好了队列，现在就要向队列发送消息了：

       WINBASEAPI
       BOOL
       WINAPI
     PostQueuedCompletionStatus(
       __in     HANDLE CompletionPort,                       //向那个完成端口发送消息
       __in     DWORD dwNumberOfBytesTransferred,//传送了多少个字节
       __in     ULONG_PTR dwCompletionKey,             //传送给处理函数的参数(套接字指针)
       __in_opt LPOVERLAPPED lpOverlapped            //传送给处理函数的一个OverLappeed结构
    );

 

    列表有了，消息也发了，我们就可以接受消息并处理了，这需要在线程里面做这些处理：

       WINBASEAPI
       BOOL
       WINAPI
       GetQueuedCompletionStatus(
           __in HANDLE CompletionPort,                            //从哪个完成端口接受消息
           __out LPDWORD lpNumberOfBytesTransferred, //传送了多少个字节
           __out PULONG_PTR lpCompletionKey,               //输出的参数(套接字指针) 
           __out LPOVERLAPPED *lpOverlapped,               //输出的OverLappeed结构
           __in DWORD dwMilliseconds                              //等待时间
    );

 

 

     获得了消息和输出的参数，我们就可以做对应的一系列处理了。