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Windows Socket五种I/O模型详细介绍(精)

發(fā)布時(shí)間:2024/4/11 windows 33 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 Windows Socket五种I/O模型详细介绍(精) 小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

如果你想在Windows平臺(tái)上構(gòu)建服務(wù)器應(yīng)用,那么I/O模型是你必須考慮的。Windows操作系統(tǒng)提供了選擇(Select)、異步選擇(WSAAsyncSelect)、事件選擇(WSAEventSelect)、重疊I/OOverlapped?I/O)和完成端口(Completion?Port)共五種I/O模型。每一種模型均適用于一種特定的應(yīng)用場(chǎng)景。程序員應(yīng)該對(duì)自己的應(yīng)用需求非常明確,而且綜合考慮到程序的擴(kuò)展性和可移植性等因素,作出自己的選擇。

我會(huì)以一個(gè)回應(yīng)反射式服務(wù)器(與《Windows網(wǎng)絡(luò)編程》第八章一樣)來(lái)介紹這五種I/O模型。
我們假設(shè)客戶端的代碼如下(為代碼直觀,省去所有錯(cuò)誤檢查,以下同):

#include?"stdafx.h"

#include?<WINSOCK2.H>

#include?<stdio.h>

#define?SERVER_ADDRESS?"137.117.2.148"

#define?PORT???????????5150

#define?MSGSIZE????????1024

#pragma?comment(lib,?"ws2_32.lib")

int?main()

{

WSADATA?????wsaData;

SOCKET??????sClient;

SOCKADDR_IN?server;

char????????szMessage[MSGSIZE];

int?????????ret;

?

WSAStartup(0x0202,?&wsaData);

sClient?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM,?IPPROTO_TCP);

memset(&server,?0,?sizeof(SOCKADDR_IN));

server.sin_family?=?AF_INET;

server.sin_addr.S_un.S_addr?=?inet_addr(SERVER_ADDRESS);

server.sin_port?=?htons(PORT);

connect(sClient,?(struct?sockaddr?*)&server,?sizeof(SOCKADDR_IN));

while?(TRUE)

{

printf("Send:");

gets(szMessage);

send(sClient,?szMessage,?strlen(szMessage),?0);

ret?=?recv(sClient,?szMessage,?MSGSIZE,?0);

szMessage[ret]?=?'/0';

printf("Received?[%d?bytes]:?'%s'/n",?ret,?szMessage);

}

closesocket(sClient);

WSACleanup();

return?0;

}

客戶端所做的事情相當(dāng)簡(jiǎn)單,創(chuàng)建套接字,連接服務(wù)器,然后不停的發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

比較容易想到的一種服務(wù)器模型就是采用一個(gè)主線程,負(fù)責(zé)監(jiān)聽(tīng)客戶端的連接請(qǐng)求,當(dāng)接收到某個(gè)客戶端的連接請(qǐng)求后,創(chuàng)建一個(gè)專門用于和該客戶端通信的套接字和一個(gè)輔助線程。以后該客戶端和服務(wù)器的交互都在這個(gè)輔助線程內(nèi)完成。這種方法比較直觀,程序非常簡(jiǎn)單而且可移植性好,但是不能利用平臺(tái)相關(guān)的特性。例如,如果連接數(shù)增多的時(shí)候(成千上萬(wàn)的連接),那么線程數(shù)成倍增長(zhǎng),操作系統(tǒng)忙于頻繁的線程間切換,而且大部分線程在其生命周期內(nèi)都是處于非活動(dòng)狀態(tài)的,這大大浪費(fèi)了系統(tǒng)的資源。所以,如果你已經(jīng)知道你的代碼只會(huì)運(yùn)行在Windows平臺(tái)上,建議采用Winsock?I/O模型。

.選擇模型
Select(選擇)模型是Winsock中最常見(jiàn)的I/O模型。之所以稱其為“Select模型,是由于它的中心思想便是利用select函數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)I/O的管理。最初設(shè)計(jì)該模型時(shí),主要面向的是某些使用UNIX操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī),它們采用的是Berkeley套接字方案。Select模型已集成到Winsock?1.1中,它使那些想避免在套接字調(diào)用過(guò)程中被無(wú)辜鎖定的應(yīng)用程序,采取一種有序的方式,同時(shí)進(jìn)行對(duì)多個(gè)套接字的管理。由于Winsock?1.1向后兼容于Berkeley套接字實(shí)施方案,所以假如有一個(gè)Berkeley套接字應(yīng)用使用了select函數(shù),那么從理論角度講,毋需對(duì)其進(jìn)行任何修改,便可正常運(yùn)行。(節(jié)選自《Windows網(wǎng)絡(luò)編程》第八章)
下面的這段程序就是利用選擇模型實(shí)現(xiàn)的Echo服務(wù)器的代碼(已經(jīng)不能再精簡(jiǎn)了):

#include?"stdafx.h"

#include?<winsock.h>

#include?<stdio.h>

?

#define?PORT 5150

#define?MSGSIZE 1024

?

#pragma?comment(lib,?"ws2_32.lib")

?

int????g_iTotalConn?=?0;

SOCKET?g_CliSocketArr[FD_SETSIZE];

?

DWORD?WINAPI?WorkerThread(LPVOID?lpParameter);

?

int?main()

{

WSADATA?????wsaData;

SOCKET??????sListen,?sClient;

SOCKADDR_IN?local,?client;

int?????????iaddrSize?=?sizeof(SOCKADDR_IN);

DWORD???????dwThreadId;

?

WSAStartup(0x0202,?&wsaData);

sListen?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM,?IPPROTO_TCP);

?

local.sin_addr.S_un.S_addr?=?htonl(INADDR_ANY);

local.sin_family?=?AF_INET;

local.sin_port?=?htons(PORT);

bind(sListen,?(struct?sockaddr?*)&local,?sizeof(SOCKADDR_IN));

?

listen(sListen,?3);

CreateThread(NULL,?0,?WorkerThread,?NULL,?0,?&dwThreadId);?

while?(TRUE)

{

sClient?=?accept(sListen,?(struct?sockaddr?*)&client,?&iaddrSize);

printf("新的客戶端連接%s:%d\n",?inet_ntoa(client.sin_addr),?ntohs(client.sin_port));

g_CliSocketArr[g_iTotalConn++]?=?sClient;

}

return?0;

}

?

//工作線程

DWORD?WINAPI?WorkerThread(LPVOID?lpParam)

{

fd_set?????????fdread;

int????????????ret;

struct?timeval?tv?=?{1,?0};

char???????????szMessage[MSGSIZE];

?

while?(TRUE)

{

//沒(méi)有客戶端

if?(g_iTotalConn==0)?continue;

?

//將指定的文件描述符集清空

FD_ZERO(&fdread);

for?(int?i?=?0;?i?<?g_iTotalConn;?i++)

{

//增加一個(gè)新的文件描述符

FD_SET(g_CliSocketArr[i],?&fdread);

}

?

//只關(guān)心讀取事件

ret?=?select(0,?&fdread,?NULL,?NULL,?&tv);

?

if?(ret==0)

{

continue;//時(shí)間超時(shí)

}

?

for?(int?i?=?0;?i?<?g_iTotalConn;?i++)

{

//測(cè)試指定的文件描述符是否在該集合中

if?(FD_ISSET(g_CliSocketArr[i],?&fdread))

{

//讀取事件發(fā)生在g_CliSocketArr[i]

ret?=?recv(g_CliSocketArr[i],?szMessage,?MSGSIZE,?0);

if?(ret?==?0?||?(ret?==?SOCKET_ERROR?&&?WSAGetLastError()?==?WSAECONNRESET))

{

//客戶端關(guān)閉

printf("Client?socket?%d?closed.\n",?g_CliSocketArr[i]);

closesocket(g_CliSocketArr[i]);

?

//?if?(i?<?g_iTotalConn?-?1)

//?{????????????

//?g_CliSocketArr[i--]?=?g_CliSocketArr[--g_iTotalConn];

//?}

FD_CLR(g_CliSocketArr[i],?&fdread);

?

}

else

{

//從客戶端收到信息

szMessage[ret]?=?'\0';

send(g_CliSocketArr[i],?szMessage,?strlen(szMessage),?0);

}

}

}

}

?

return?0;

}

服務(wù)器的幾個(gè)主要?jiǎng)幼魅缦?#xff1a;
1.創(chuàng)建監(jiān)聽(tīng)套接字,綁定,監(jiān)聽(tīng);
2.創(chuàng)建工作者線程;
3.創(chuàng)建一個(gè)套接字?jǐn)?shù)組,用來(lái)存放當(dāng)前所有活動(dòng)的客戶端套接字,每accept一個(gè)連接就更新一次數(shù)組;
4.接受客戶端的連接。這里有一點(diǎn)需要注意的,就是我沒(méi)有重新定義FD_SETSIZE宏,所以服務(wù)器最多支持的并發(fā)連接數(shù)為64。而且,這里決不能無(wú)條件的accept,服務(wù)器應(yīng)該根據(jù)當(dāng)前的連接數(shù)來(lái)決定是否接受來(lái)自某個(gè)客戶端的連接。一種比較好的實(shí)現(xiàn)方案就是采用WSAAccept函數(shù),而且讓WSAAccept回調(diào)自己實(shí)現(xiàn)的Condition?Function。如下所示:

int?CALLBACK?ConditionFunc(LPWSABUF?lpCallerId,LPWSABUF?lpCallerData,?LPQOS?lpSQOS,LPQOS?lpGQOS,LPWSABUF?lpCalleeId,?LPWSABUF?lpCalleeData,GROUP?FAR?*?g,DWORD?dwCallbackData)
{
?if?(當(dāng)前連接數(shù)?<?FD_SETSIZE)
??return?CF_ACCEPT;
?else
??return?CF_REJECT;
}

工作者線程里面是一個(gè)死循環(huán),一次循環(huán)完成的動(dòng)作是:
1.將當(dāng)前所有的客戶端套接字加入到讀集fdread中;
2.調(diào)用select函數(shù);
3.查看某個(gè)套接字是否仍然處于讀集中,如果是,則接收數(shù)據(jù)。如果接收的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為0,或者發(fā)生WSAECONNRESET錯(cuò)誤,則表示客戶端套接字主動(dòng)關(guān)閉,這時(shí)需要將服務(wù)器中對(duì)應(yīng)的套接字所綁定的資源釋放掉,然后調(diào)整我們的套接字?jǐn)?shù)組(將數(shù)組中最后一個(gè)套接字挪到當(dāng)前的位置上)

除了需要有條件接受客戶端的連接外,還需要在連接數(shù)為0的情形下做特殊處理,因?yàn)槿绻x集中沒(méi)有任何套接字,select函數(shù)會(huì)立刻返回,這將導(dǎo)致工作者線程成為一個(gè)毫無(wú)停頓的死循環(huán),CPU的占用率馬上達(dá)到100%

.異步選擇
Winsock提供了一個(gè)有用的異步I/O模型。利用這個(gè)模型,應(yīng)用程序可在一個(gè)套接字上,接收以Windows消息為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)事件通知。具體的做法是在建好一個(gè)套接字后,調(diào)用WSAAsyncSelect函數(shù)。該模型最早出現(xiàn)于Winsock1.1版本中,用于幫助應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)者面向一些早期的16Windows平臺(tái)(如Windows?for?Workgroups),適應(yīng)其落后的多任務(wù)消息環(huán)境。應(yīng)用程序仍可從這種模型中得到好處,特別是它們用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Windows例程(常稱為"WndProc"),對(duì)窗口消息進(jìn)行管理的時(shí)候。該模型亦得到了Microsoft?Foundation?Class(微軟基本類,MFC)對(duì)象CSocket的采納。(節(jié)選自《Windows網(wǎng)絡(luò)編程》第八章)
我還是先貼出代碼,然后做詳細(xì)解釋:
#include?"stdafx.h"

#include?"tt2.h"

?

#include?<winsock.h>??

#include?<tchar.h>??

?

#define?PORT??????5150??

#define?MSGSIZE???1024??

#define?WM_SOCKET?WM_USER+0??

?

#pragma?comment(lib,?"ws2_32.lib")??

?

LRESULT?CALLBACK?WndProc(HWND,?UINT,?WPARAM,?LPARAM);??

?

int?WINAPI?WinMain(HINSTANCE?hInstance,?HINSTANCE?hPrevInstance,?PSTR?szCmdLine,?int?iCmdShow)??

{??

static?TCHAR?szAppName[]?=?_T("AsyncSelect?Model");??

HWND?????????hwnd?;??

MSG??????????msg?;??

WNDCLASS?????wndclass?;??

wndclass.style?????????=?CS_HREDRAW?|?CS_VREDRAW?;??

wndclass.lpfnWndProc???=?WndProc?;??

wndclass.cbClsExtra????=?0?;??

wndclass.cbWndExtra????=?0?;??

wndclass.hInstance?????=?hInstance?;??

wndclass.hIcon?????????=?LoadIcon?(NULL,?IDI_APPLICATION)?;??

wndclass.hCursor???????=?LoadCursor?(NULL,?IDC_ARROW)?;??

wndclass.hbrBackground?=?(HBRUSH)?GetStockObject?(WHITE_BRUSH)?;??

wndclass.lpszMenuName?=?NULL?;??

wndclass.lpszClassName?=?szAppName?;??

if?(!RegisterClass(&wndclass))??

{??

MessageBox?(NULL,?TEXT?("This?program?requires?Windows?NT!"),?szAppName,?MB_ICONERROR)?;??

return?0?;??

}??

hwnd?=?CreateWindow?(szAppName,??????????????????//?window?class?name??

TEXT?("AsyncSelect?Model"),?//?window?caption??

WS_OVERLAPPEDWINDOW,????????//?window?style??

CW_USEDEFAULT,??????????????//?initial?x?position??

CW_USEDEFAULT,??????????????//?initial?y?position??

CW_USEDEFAULT,??????????????//?initial?x?size??

CW_USEDEFAULT,??????????????//?initial?y?size??

NULL,???????????????????????//?parent?window?handle??

NULL,???????????????????????//?window?menu?handle??

hInstance,??????????????????//?program?instance?handle??

NULL)?;?????????????????????//?creation?parameters??

ShowWindow(hwnd,?iCmdShow);??

UpdateWindow(hwnd);??

while?(GetMessage(&msg,?NULL,?0,?0))??

{??

TranslateMessage(&msg)?;??

DispatchMessage(&msg)?;??

}??

?

return?msg.wParam;??

}??

LRESULT?CALLBACK?WndProc?(HWND?hwnd,?UINT?message,?WPARAM?wParam,?LPARAM?lParam)??

{??

WSADATA???????wsd;??

static?SOCKET?sListen;??

SOCKET????????sClient;??

SOCKADDR_IN???local,?client;??

int???????????ret,?iAddrSize?=?sizeof(client);??

char??????????szMessage[MSGSIZE];??

switch?(message)??

{??

case?WM_CREATE:??

//初始化套接字庫(kù)

WSAStartup(0x0202,?&wsd);??

?

//新建監(jiān)聽(tīng)套接字

sListen?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM,?IPPROTO_TCP);??

?

//地址綁定

local.sin_addr.S_un.S_addr?=?htonl(INADDR_ANY);??

local.sin_family?=?AF_INET;??

local.sin_port?=?htons(PORT);??

bind(sListen,?(struct?sockaddr?*)&local,?sizeof(local));??

?

//進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)

listen(sListen,?3);??

//?Associate?listening?socket?with?FD_ACCEPT?event??

WSAAsyncSelect(sListen,?hwnd,?WM_SOCKET,?FD_ACCEPT);??

return?0;??

case?WM_DESTROY:??

closesocket(sListen);??

WSACleanup();??

PostQuitMessage(0);??

return?0;??

?

case?WM_SOCKET:??

if?(WSAGETSELECTERROR(lParam))??

{??

closesocket(wParam);??

break;??

}??

?

switch?(WSAGETSELECTEVENT(lParam))??

{??

case?FD_ACCEPT:??

//接受客戶端請(qǐng)求

sClient?=?accept(wParam,?(struct?sockaddr?*)&client,?&iAddrSize);??

?

//?Associate?client?socket?with?FD_READ?and?FD_CLOSE?event??

WSAAsyncSelect(sClient,?hwnd,?WM_SOCKET,?FD_READ?|?FD_CLOSE);??

break;??

case?FD_READ:??

ret?=?recv(wParam,?szMessage,?MSGSIZE,?0);??

if?(ret?==?0?||?ret?==?SOCKET_ERROR?&&?WSAGetLastError()?==?WSAECONNRESET)??

{??

closesocket(wParam);??

}??

else??

{??

szMessage[ret]?=?'\0';??

send(wParam,?szMessage,?strlen(szMessage),?0);??

}??

break;??

?

case?FD_CLOSE:??

closesocket(wParam);????????

break;??

}??

return?0;??

}??

?

return?DefWindowProc(hwnd,?message,?wParam,?lParam);??

}?

?在我看來(lái),WSAAsyncSelect是最簡(jiǎn)單的一種Winsock?I/O模型(之所以說(shuō)它簡(jiǎn)單是因?yàn)橐粋€(gè)主線程就搞定了)。使用Raw?Windows?API寫過(guò)窗口類應(yīng)用程序的人應(yīng)該都能看得懂。這里,我們需要做的僅僅是:
1.WM_CREATE消息處理函數(shù)中,初始化Windows?Socket?library,創(chuàng)建監(jiān)聽(tīng)套接字,綁定,監(jiān)聽(tīng),并且調(diào)用WSAAsyncSelect函數(shù)表示我們關(guān)心在監(jiān)聽(tīng)套接字上發(fā)生的FD_ACCEPT事件;
2.自定義一個(gè)消息WM_SOCKET,一旦在我們所關(guān)心的套接字(監(jiān)聽(tīng)套接字和客戶端套接字)上發(fā)生了某個(gè)事件,系統(tǒng)就會(huì)調(diào)用WndProc并且message參數(shù)被設(shè)置為WM_SOCKET
3.WM_SOCKET的消息處理函數(shù)中,分別對(duì)FD_ACCEPTFD_READFD_CLOSE事件進(jìn)行處理;
4.在窗口銷毀消息(WM_DESTROY)的處理函數(shù)中,我們關(guān)閉監(jiān)聽(tīng)套接字,清除Windows?Socket?library

下面這張用于WSAAsyncSelect函數(shù)的網(wǎng)絡(luò)事件類型表可以讓你對(duì)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)事件有更清楚的認(rèn)識(shí):
1

FD_READ

應(yīng)用程序想要接收有關(guān)是否可讀的通知,以便讀入數(shù)據(jù)

FD_WRITE

應(yīng)用程序想要接收有關(guān)是否可寫的通知,以便寫入數(shù)據(jù)

FD_OOB

應(yīng)用程序想接收是否有帶外(OOB)數(shù)據(jù)抵達(dá)的通知

FD_ACCEPT

應(yīng)用程序想接收與進(jìn)入連接有關(guān)的通知

FD_CONNECT

應(yīng)用程序想接收與一次連接或者多點(diǎn)join操作完成的通知

FD_CLOSE

應(yīng)用程序想接收與套接字關(guān)閉有關(guān)的通知

FD_QOS

應(yīng)用程序想接收套接字服務(wù)質(zhì)量QoS)發(fā)生更改的通知

FD_GROUP_QOS?

應(yīng)用程序想接收套接字組服務(wù)質(zhì)量發(fā)生更改的通知(現(xiàn)在沒(méi)什么用處,為未來(lái)套接字組的使用保留)

FD_ROUTING_INTERFACE_CHANGE

應(yīng)用程序想接收在指定的方向上,與路由接口發(fā)生變化的通知

FD_ADDRESS_LIST_CHANGE?

應(yīng)用程序想接收針對(duì)套接字的協(xié)議家族,本地地址列表發(fā)生變化的通知


.事件選擇
Winsock提供了另一個(gè)有用的異步I/O模型。和WSAAsyncSelect模型類似的是,它也允許應(yīng)用程序在一個(gè)或多個(gè)套接字上,接收以事件為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)事件通知。對(duì)于表1總結(jié)的、由WSAAsyncSelect模型采用的網(wǎng)絡(luò)事件來(lái)說(shuō),它們均可原封不動(dòng)地移植到新模型。在用新模型開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序中,也能接收和處理所有那些事件。該模型最主要的差別在于網(wǎng)絡(luò)事件會(huì)投遞至一個(gè)事件對(duì)象句柄,而非投遞至一個(gè)窗口例程。(節(jié)選自《Windows網(wǎng)絡(luò)編程》第八章)
還是讓我們先看代碼然后進(jìn)行分析:
#include?"stdafx.h"

#include?<winsock2.h>

#include?<stdio.h>

?

#define?PORT????5150

#define?MSGSIZE?1024

?

#pragma?comment(lib,?"ws2_32.lib")

?

int??????g_iTotalConn?=?0;

SOCKET???g_CliSocketArr[MAXIMUM_WAIT_OBJECTS];

WSAEVENT?g_CliEventArr[MAXIMUM_WAIT_OBJECTS];

?

DWORD?WINAPI?WorkerThread(LPVOID);

void?Cleanup(int?index);

?

int?main()

{

WSADATA?????wsaData;

SOCKET??????sListen,?sClient;

SOCKADDR_IN?local,?client;

DWORD???????dwThreadId;

int?????????iaddrSize?=?sizeof(SOCKADDR_IN);

?

//初始化套接字庫(kù)

WSAStartup(0x0202,?&wsaData);

?

//創(chuàng)建監(jiān)聽(tīng)套接字

sListen?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM,?IPPROTO_TCP);

?

//綁定地址

local.sin_addr.S_un.S_addr?=?htonl(INADDR_ANY);

local.sin_family?=?AF_INET;

local.sin_port?=?htons(PORT);

bind(sListen,?(struct?sockaddr?*)&local,?sizeof(SOCKADDR_IN));

?

//開(kāi)始監(jiān)聽(tīng)

listen(sListen,?3);

?

//工作線程

CreateThread(NULL,?0,?WorkerThread,?NULL,?0,?&dwThreadId);

?

while?(TRUE)

{

//相應(yīng)連接請(qǐng)求

sClient?=?accept(sListen,?(struct?sockaddr?*)&client,?&iaddrSize);

printf("Accepted?client:%s:%d\n",?inet_ntoa(client.sin_addr),?ntohs(client.sin_port));

?

//把套接字關(guān)聯(lián)到句柄

g_CliSocketArr[g_iTotalConn]?=?sClient;

g_CliEventArr[g_iTotalConn]?=?WSACreateEvent();

WSAEventSelect(g_CliSocketArr[g_iTotalConn],g_CliEventArr[g_iTotalConn],FD_READ|FD_CLOSE);

g_iTotalConn++;

}

}

?

DWORD?WINAPI?WorkerThread(LPVOID?lpParam)

{

int??????????????ret,?index;

WSANETWORKEVENTS?NetworkEvents;

char?????????????szMessage[MSGSIZE];

?

while?(TRUE)

{

ret?=?WSAWaitForMultipleEvents(g_iTotalConn,?g_CliEventArr,?FALSE,?1000,?FALSE);

if?(ret?==?WSA_WAIT_FAILED?||?ret?==?WSA_WAIT_TIMEOUT)

{

continue;

}

?

index?=?ret?-?WSA_WAIT_EVENT_0;

WSAEnumNetworkEvents(g_CliSocketArr[index],?g_CliEventArr[index],?&NetworkEvents);

?

if?(NetworkEvents.lNetworkEvents?&?FD_READ)

{

//從客戶端接受到信息

ret?=?recv(g_CliSocketArr[index],?szMessage,?MSGSIZE,?0);

if?(ret?==?0?||?(ret?==?SOCKET_ERROR?&&?WSAGetLastError()?==?WSAECONNRESET))

{

Cleanup(index);

}

else

{

szMessage[ret]?=?'\0';

send(g_CliSocketArr[index],?szMessage,?strlen(szMessage),?0);

}

}

?

if?(NetworkEvents.lNetworkEvents?&?FD_CLOSE)

{

Cleanup(index);

}

}

return?0;

}

?

void?Cleanup(int?index)

{

closesocket(g_CliSocketArr[index]);

WSACloseEvent(g_CliEventArr[index]);

?

if?(index?<?g_iTotalConn?-?1)

{

g_CliSocketArr[index]?=?g_CliSocketArr[g_iTotalConn?-?1];

g_CliEventArr[index]?=?g_CliEventArr[g_iTotalConn?-?1];

}

?

g_iTotalConn--;

}

事件選擇模型也比較簡(jiǎn)單,實(shí)現(xiàn)起來(lái)也不是太復(fù)雜,它的基本思想是將每個(gè)套接字都和一個(gè)WSAEVENT對(duì)象對(duì)應(yīng)起來(lái)并且在關(guān)聯(lián)的時(shí)候指定需要關(guān)注的哪些網(wǎng)絡(luò)事件。一旦在某個(gè)套接字上發(fā)生了我們關(guān)注的事件(FD_READFD_CLOSE),與之相關(guān)聯(lián)的WSAEVENT對(duì)象被Signaled。程序定義了兩個(gè)全局?jǐn)?shù)組,一個(gè)套接字?jǐn)?shù)組,一個(gè)WSAEVENT對(duì)象數(shù)組,其大小都是MAXIMUM_WAIT_OBJECTS64),兩個(gè)數(shù)組中的元素一一對(duì)應(yīng)。同樣的,這里的程序沒(méi)有考慮兩個(gè)問(wèn)題,一是不能無(wú)條件的調(diào)用accept,因?yàn)槲覀冎С值牟l(fā)連接數(shù)有限。解決方法是將套接字按MAXIMUM_WAIT_OBJECTS分組,每MAXIMUM_WAIT_OBJECTS個(gè)套接字一組,每一組分配一個(gè)工作者線程;或者采用WSAAccept代替accept,并回調(diào)自己定義的Condition?Function。第二個(gè)問(wèn)題是沒(méi)有對(duì)連接數(shù)為0的情形做特殊處理,程序在連接數(shù)為0的時(shí)候CPU占用率為100%

.重疊I/O模型
Winsock2的發(fā)布使得Socket?I/O有了和文件I/O統(tǒng)一的接口。我們可以通過(guò)使用Win32文件操縱函數(shù)ReadFileWriteFile來(lái)進(jìn)行Socket?I/O。伴隨而來(lái)的,用于普通文件I/O的重疊I/O模型和完成端口模型對(duì)Socket?I/O也適用了。這些模型的優(yōu)點(diǎn)是可以達(dá)到更佳的系統(tǒng)性能,但是實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜,里面涉及較多的C語(yǔ)言技巧。例如我們?cè)谕瓿啥丝谀P椭袝?huì)經(jīng)常用到所謂的尾隨數(shù)據(jù)

1.用事件通知方式實(shí)現(xiàn)的重疊I/O模型

//?tt.cpp?:?定義控制臺(tái)應(yīng)用程序的入口點(diǎn)。

//

?

#include?"stdafx.h"

#include?<winsock2.h>

#include?<stdio.h>

?

#define?PORT????5150

#define?MSGSIZE?1024

?

#pragma?comment(lib,?"ws2_32.lib")

?

typedef?struct

{

WSAOVERLAPPED?overlap;

WSABUF????????Buffer;

char??????????szMessage[MSGSIZE];

DWORD?????????NumberOfBytesRecvd;

DWORD?????????Flags;

}PER_IO_OPERATION_DATA,?*LPPER_IO_OPERATION_DATA;

?

int?????????????????????g_iTotalConn?=?0;

SOCKET??????????????????g_CliSocketArr[MAXIMUM_WAIT_OBJECTS];

WSAEVENT????????????????g_CliEventArr[MAXIMUM_WAIT_OBJECTS];

LPPER_IO_OPERATION_DATA?g_pPerIODataArr[MAXIMUM_WAIT_OBJECTS];

?

DWORD?WINAPI?WorkerThread(LPVOID);

void?Cleanup(int);

?

int?main()

{

WSADATA?????wsaData;

SOCKET??????sListen,?sClient;

SOCKADDR_IN?local,?client;

DWORD???????dwThreadId;

int?????????iaddrSize?=?sizeof(SOCKADDR_IN);

?

//初始化套接字

WSAStartup(0x0202,?&wsaData);

?

//創(chuàng)建套接字

sListen?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM,?IPPROTO_TCP);

?

//綁定地址

local.sin_addr.S_un.S_addr?=?htonl(INADDR_ANY);

local.sin_family?=?AF_INET;

local.sin_port?=?htons(PORT);

bind(sListen,?(struct?sockaddr?*)&local,?sizeof(SOCKADDR_IN));

?

//進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)

listen(sListen,?3);

?

//工作線程

CreateThread(NULL,?0,?WorkerThread,?NULL,?0,?&dwThreadId);

?

while?(TRUE)

{

//接受連接請(qǐng)求

sClient?=?accept(sListen,?(struct?sockaddr?*)&client,?&iaddrSize);

printf("Accepted?client:%s:%d\n",?inet_ntoa(client.sin_addr),?ntohs(client.sin_port));

g_CliSocketArr[g_iTotalConn]?=?sClient;

?

//申請(qǐng)一個(gè)PER_IO_OPERATION_DATA對(duì)象空間

g_pPerIODataArr[g_iTotalConn]?=?(LPPER_IO_OPERATION_DATA)HeapAlloc(GetProcessHeap(),HEAP_ZERO_MEMORY,sizeof(PER_IO_OPERATION_DATA));

g_pPerIODataArr[g_iTotalConn]->Buffer.len?=?MSGSIZE;

g_pPerIODataArr[g_iTotalConn]->Buffer.buf?=?g_pPerIODataArr[g_iTotalConn]->szMessage;

g_CliEventArr[g_iTotalConn]?=?g_pPerIODataArr[g_iTotalConn]->overlap.hEvent?=?WSACreateEvent();

?

//異步接收

WSARecv(

g_CliSocketArr[g_iTotalConn],

&g_pPerIODataArr[g_iTotalConn]->Buffer,

1,

&g_pPerIODataArr[g_iTotalConn]->NumberOfBytesRecvd,

&g_pPerIODataArr[g_iTotalConn]->Flags,

&g_pPerIODataArr[g_iTotalConn]->overlap,

NULL);

g_iTotalConn++;

}

?

closesocket(sListen);

WSACleanup();

return?0;

}

?

DWORD?WINAPI?WorkerThread(LPVOID?lpParam)

{

int???ret,?index;

DWORD?cbTransferred;

?

while?(TRUE)

{

ret?=?WSAWaitForMultipleEvents(g_iTotalConn,?g_CliEventArr,?FALSE,?1000,?FALSE);

if?(ret?==?WSA_WAIT_FAILED?||?ret?==?WSA_WAIT_TIMEOUT)

{

continue;

}

?

index?=?ret?-?WSA_WAIT_EVENT_0;

WSAResetEvent(g_CliEventArr[index]);

?

WSAGetOverlappedResult(

g_CliSocketArr[index],

&g_pPerIODataArr[index]->overlap,

&cbTransferred,

TRUE,

&g_pPerIODataArr[g_iTotalConn]->Flags);

?

if?(cbTransferred?==?0)

{

//客戶端關(guān)閉連接

Cleanup(index);

}

else

{

//?g_pPerIODataArr[index]->szMessage?contains?the?received?data

g_pPerIODataArr[index]->szMessage[cbTransferred]?=?'\0';

send(g_CliSocketArr[index],?g_pPerIODataArr[index]->szMessage,cbTransferred,?0);

?

//發(fā)起另一個(gè)異步接收

WSARecv(

g_CliSocketArr[index],

&g_pPerIODataArr[index]->Buffer,

1,

&g_pPerIODataArr[index]->NumberOfBytesRecvd,

&g_pPerIODataArr[index]->Flags,

&g_pPerIODataArr[index]->overlap,

NULL);

}

}

?

return?0;

}

?

void?Cleanup(int?index)

{

closesocket(g_CliSocketArr[index]);

WSACloseEvent(g_CliEventArr[index]);

HeapFree(GetProcessHeap(),?0,?g_pPerIODataArr[index]);

?

if?(index?<?g_iTotalConn?-?1)

{

g_CliSocketArr[index]?=?g_CliSocketArr[g_iTotalConn?-?1];

g_CliEventArr[index]?=?g_CliEventArr[g_iTotalConn?-?1];

g_pPerIODataArr[index]?=?g_pPerIODataArr[g_iTotalConn?-?1];

}

?

g_pPerIODataArr[--g_iTotalConn]?=?NULL;

}

?這個(gè)模型與上述其他模型不同的是它使用Winsock2提供的異步I/O函數(shù)WSARecv。在調(diào)用WSARecv時(shí),指定一個(gè)WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu),這個(gè)調(diào)用不是阻塞的,也就是說(shuō),它會(huì)立刻返回。一旦有數(shù)據(jù)到達(dá)的時(shí)候,被指定的WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)中的hEventSignaled。由于下面這個(gè)語(yǔ)句
g_CliEventArr[g_iTotalConn]?=?g_pPerIODataArr[g_iTotalConn]->overlap.hEvent
使得與該套接字相關(guān)聯(lián)的WSAEVENT對(duì)象也被Signaled,所以WSAWaitForMultipleEvents的調(diào)用操作成功返回。我們現(xiàn)在應(yīng)該做的就是用與調(diào)用WSARecv相同的WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)為參數(shù)調(diào)用WSAGetOverlappedResult,從而得到本次I/O傳送的字節(jié)數(shù)等相關(guān)信息。在取得接收的數(shù)據(jù)后,把數(shù)據(jù)原封不動(dòng)的發(fā)送到客戶端,然后重新激活一個(gè)WSARecv異步操作。

2.用完成例程方式實(shí)現(xiàn)的重疊I/O模型

#include?"stdafx.h"

#include?<WINSOCK2.H>

#include?<stdio.h>

?

#define?PORT????5150

#define?MSGSIZE?1024

?

#pragma?comment(lib,?"ws2_32.lib")

?

typedef?struct

{

WSAOVERLAPPED?overlap;

WSABUF????????Buffer;

char??????????szMessage[MSGSIZE];

DWORD?????????NumberOfBytesRecvd;

DWORD?????????Flags;?

SOCKET????????sClient;

}PER_IO_OPERATION_DATA,?*LPPER_IO_OPERATION_DATA;

?

DWORD?WINAPI?WorkerThread(LPVOID);

void?CALLBACK?CompletionROUTINE(DWORD,?DWORD,?LPWSAOVERLAPPED,?DWORD);

?

SOCKET?g_sNewClientConnection;

BOOL???g_bNewConnectionArrived?=?FALSE;

?

int?main()

{

WSADATA?????wsaData;

SOCKET??????sListen;

SOCKADDR_IN?local,?client;

DWORD???????dwThreadId;

int?????????iaddrSize?=?sizeof(SOCKADDR_IN);

?

//初始化套接字

WSAStartup(0x0202,?&wsaData);

?

//創(chuàng)建套接字

sListen?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM,?IPPROTO_TCP);

?

//綁定地址

local.sin_addr.S_un.S_addr?=?htonl(INADDR_ANY);

local.sin_family?=?AF_INET;

local.sin_port?=?htons(PORT);

bind(sListen,?(struct?sockaddr?*)&local,?sizeof(SOCKADDR_IN));

?

//進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)

listen(sListen,?3);

?

//工作線程

CreateThread(NULL,?0,?WorkerThread,?NULL,?0,?&dwThreadId);

?

while?(TRUE)

{

//接受連接請(qǐng)求

g_sNewClientConnection?=?accept(sListen,?(struct?sockaddr?*)&client,?&iaddrSize);

g_bNewConnectionArrived?=?TRUE;

printf("Accepted?client:%s:%d\n",?inet_ntoa(client.sin_addr),?ntohs(client.sin_port));

}

}

?

DWORD?WINAPI?WorkerThread(LPVOID?lpParam)

{

LPPER_IO_OPERATION_DATA?lpPerIOData?=?NULL;

while?(TRUE)

{

if?(g_bNewConnectionArrived)

{

//?Launch?an?asynchronous?operation?for?new?arrived?connection

lpPerIOData?=?(LPPER_IO_OPERATION_DATA)HeapAlloc(GetProcessHeap(),HEAP_ZERO_MEMORY,sizeof(PER_IO_OPERATION_DATA));

lpPerIOData->Buffer.len?=?MSGSIZE;

lpPerIOData->Buffer.buf?=?lpPerIOData->szMessage;

lpPerIOData->sClient?=?g_sNewClientConnection;

?

WSARecv(lpPerIOData->sClient,

&lpPerIOData->Buffer,

1,

&lpPerIOData->NumberOfBytesRecvd,

&lpPerIOData->Flags,

&lpPerIOData->overlap,

CompletionROUTINE);??????

?

g_bNewConnectionArrived?=?FALSE;

}

?

SleepEx(1000,?TRUE);

}

return?0;

}

?

void?CALLBACK?CompletionROUTINE(DWORD?dwError,

DWORD?cbTransferred,

LPWSAOVERLAPPED?lpOverlapped,

DWORD?dwFlags)

{

LPPER_IO_OPERATION_DATA?lpPerIOData?=?(LPPER_IO_OPERATION_DATA)lpOverlapped;

?

if?(dwError?!=?0?||?cbTransferred?==?0)

{

//客戶端關(guān)閉連接

closesocket(lpPerIOData->sClient);

HeapFree(GetProcessHeap(),?0,?lpPerIOData);

}

else

{

lpPerIOData->szMessage[cbTransferred]?=?'\0';

send(lpPerIOData->sClient,?lpPerIOData->szMessage,?cbTransferred,?0);

?

//重新發(fā)起一個(gè)接受請(qǐng)求

memset(&lpPerIOData->overlap,?0,?sizeof(WSAOVERLAPPED));

lpPerIOData->Buffer.len?=?MSGSIZE;

lpPerIOData->Buffer.buf?=?lpPerIOData->szMessage;????

?

WSARecv(lpPerIOData->sClient,

&lpPerIOData->Buffer,

1,

&lpPerIOData->NumberOfBytesRecvd,

&lpPerIOData->Flags,

&lpPerIOData->overlap,

CompletionROUTINE);

}

}

用完成例程來(lái)實(shí)現(xiàn)重疊I/O比用事件通知簡(jiǎn)單得多。在這個(gè)模型中,主線程只用不停的接受連接即可;輔助線程判斷有沒(méi)有新的客戶端連接被建立,如果有,就為那個(gè)客戶端套接字激活一個(gè)異步的WSARecv操作,然后調(diào)用SleepEx使線程處于一種可警告的等待狀態(tài),以使得I/O完成后CompletionROUTINE可以被內(nèi)核調(diào)用。如果輔助線程不調(diào)用SleepEx,則內(nèi)核在完成一次I/O操作后,無(wú)法調(diào)用完成例程(因?yàn)橥瓿衫痰倪\(yùn)行應(yīng)該和當(dāng)初激活WSARecv異步操作的代碼在同一個(gè)線程之內(nèi))。
完成例程內(nèi)的實(shí)現(xiàn)代碼比較簡(jiǎn)單,它取出接收到的數(shù)據(jù),然后將數(shù)據(jù)原封不動(dòng)的發(fā)送給客戶端,最后重新激活另一個(gè)WSARecv異步操作。注意,在這里用到了尾隨數(shù)據(jù)。我們?cè)谡{(diào)用WSARecv的時(shí)候,參數(shù)lpOverlapped實(shí)際上指向一個(gè)比它大得多的結(jié)構(gòu)PER_IO_OPERATION_DATA,這個(gè)結(jié)構(gòu)除了WSAOVERLAPPED以外,還被我們附加了緩沖區(qū)的結(jié)構(gòu)信息,另外還包括客戶端套接字等重要的信息。這樣,在完成例程中通過(guò)參數(shù)lpOverlapped拿到的不僅僅是WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu),還有后邊尾隨的包含客戶端套接字和接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)等重要信息。這樣的C語(yǔ)言技巧在我后面介紹完成端口的時(shí)候還會(huì)使用到。

五.完成端口模型
完成端口模型是迄今為止最為復(fù)雜的一種I/O模型。然而,假若一個(gè)應(yīng)用程序同時(shí)需要管理為數(shù)眾多的套接字,那么采用這種模型,往往可以達(dá)到最佳的系統(tǒng)性能!但不幸的是,該模型只適用于Windows?NTWindows?2000操作系統(tǒng)。因其設(shè)計(jì)的復(fù)雜性,只有在你的應(yīng)用程序需要同時(shí)管理數(shù)百乃至上千個(gè)套接字的時(shí)候,而且希望隨著系統(tǒng)內(nèi)安裝的CPU數(shù)量的增多,應(yīng)用程序的性能也可以線性提升,才應(yīng)考慮采用完成端口模型。要記住的一個(gè)基本準(zhǔn)則是,假如要為Windows?NTWindows?2000開(kāi)發(fā)高性能的服務(wù)器應(yīng)用,同時(shí)希望為大量套接字I/O請(qǐng)求提供服務(wù)(Web服務(wù)器便是這方面的典型例子),那么I/O完成端口模型便是最佳選擇!(節(jié)選自《Windows網(wǎng)絡(luò)編程》第八章)
完成端口模型是我最喜愛(ài)的一種模型。雖然其實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜(其實(shí)我覺(jué)得它的實(shí)現(xiàn)比用事件通知實(shí)現(xiàn)的重疊I/O簡(jiǎn)單多了),但其效率是驚人的。我在T公司的時(shí)候曾經(jīng)幫同事寫過(guò)一個(gè)郵件服務(wù)器的性能測(cè)試程序,用的就是完成端口模型。結(jié)果表明,完成端口模型在多連接(成千上萬(wàn))的情況下,僅僅依靠一兩個(gè)輔助線程,就可以達(dá)到非常高的吞吐量。下面我還是從代碼說(shuō)起:


#include?"stdafx.h"

#include?<WINSOCK2.H>

#include?<stdio.h>

?

#define?PORT????5150

#define?MSGSIZE?1024

?

#pragma?comment(lib,?"ws2_32.lib")

?

typedef?enum

{

RECV_POSTED

}OPERATION_TYPE;

?

typedef?struct

{

WSAOVERLAPPED??overlap;

WSABUF?????????Buffer;

char???????????szMessage[MSGSIZE];

DWORD??????????NumberOfBytesRecvd;

DWORD??????????Flags;

OPERATION_TYPE?OperationType;

}PER_IO_OPERATION_DATA,?*LPPER_IO_OPERATION_DATA;

?

DWORD?WINAPI?WorkerThread(LPVOID);

?

int?main()

{

WSADATA?????????????????wsaData;

SOCKET??????????????????sListen,?sClient;

SOCKADDR_IN?????????????local,?client;

DWORD???????????????????i,?dwThreadId;

int?????????????????????iaddrSize?=?sizeof(SOCKADDR_IN);

HANDLE??????????????????CompletionPort?=?INVALID_HANDLE_VALUE;

SYSTEM_INFO?????????????systeminfo;

LPPER_IO_OPERATION_DATA?lpPerIOData?=?NULL;

?

//初始化套接字庫(kù)

WSAStartup(0x0202,?&wsaData);

?

//創(chuàng)建完成端口

CompletionPort?=?CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE,?NULL,?0,?0);

?

//獲得CPU的核數(shù)

GetSystemInfo(&systeminfo);

for?(i?=?0;?i?<?systeminfo.dwNumberOfProcessors;?i++)

{

CreateThread(NULL,?0,?WorkerThread,?CompletionPort,?0,?&dwThreadId);

}

?

//創(chuàng)建套接字

sListen?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM,?IPPROTO_TCP);

?

//地址綁定

local.sin_addr.S_un.S_addr?=?htonl(INADDR_ANY);

local.sin_family?=?AF_INET;

local.sin_port?=?htons(PORT);

bind(sListen,?(struct?sockaddr?*)&local,?sizeof(SOCKADDR_IN));

?

//進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)

listen(sListen,?3);

?

while?(TRUE)

{

//響應(yīng)連接

sClient?=?accept(sListen,?(struct?sockaddr?*)&client,?&iaddrSize);

printf("Accepted?client:%s:%d\n",?inet_ntoa(client.sin_addr),?ntohs(client.sin_port));

?

//把客戶端和完成端口綁定

CreateIoCompletionPort((HANDLE)sClient,?CompletionPort,?(DWORD)sClient,?0);

?

//發(fā)起一個(gè)異步socket接收數(shù)據(jù)

lpPerIOData?=?(LPPER_IO_OPERATION_DATA)HeapAlloc(GetProcessHeap(),HEAP_ZERO_MEMORY,sizeof(PER_IO_OPERATION_DATA));

lpPerIOData->Buffer.len?=?MSGSIZE;

lpPerIOData->Buffer.buf?=?lpPerIOData->szMessage;

lpPerIOData->OperationType?=?RECV_POSTED;

WSARecv(sClient,

&lpPerIOData->Buffer,

1,

&lpPerIOData->NumberOfBytesRecvd,

&lpPerIOData->Flags,

&lpPerIOData->overlap,

NULL);

}

?

PostQueuedCompletionStatus(CompletionPort,?0xFFFFFFFF,?0,?NULL);

CloseHandle(CompletionPort);

closesocket(sListen);

WSACleanup();

return?0;

}

?

DWORD?WINAPI?WorkerThread(LPVOID?CompletionPortID)

{

HANDLE??????????????????CompletionPort=(HANDLE)CompletionPortID;

DWORD???????????????????dwBytesTransferred;

SOCKET??????????????????sClient;

LPPER_IO_OPERATION_DATA?lpPerIOData?=?NULL;

?

while?(TRUE)

{

GetQueuedCompletionStatus(

CompletionPort,

&dwBytesTransferred,

(PULONG_PTR)&sClient,

(LPOVERLAPPED?*)&lpPerIOData,

INFINITE);

if?(dwBytesTransferred?==?0xFFFFFFFF)

{

return?0;

}

?

if?(lpPerIOData->OperationType?==?RECV_POSTED)

{

if?(dwBytesTransferred?==?0)

{

//客戶端關(guān)閉連接

closesocket(sClient);

HeapFree(GetProcessHeap(),?0,?lpPerIOData);????????

}

else

{

lpPerIOData->szMessage[dwBytesTransferred]?=?'\0';

send(sClient,?lpPerIOData->szMessage,?dwBytesTransferred,?0);

?

//發(fā)起里一個(gè)接收

memset(lpPerIOData,?0,?sizeof(PER_IO_OPERATION_DATA));

lpPerIOData->Buffer.len?=?MSGSIZE;

lpPerIOData->Buffer.buf?=?lpPerIOData->szMessage;

lpPerIOData->OperationType?=?RECV_POSTED;

WSARecv(sClient,

&lpPerIOData->Buffer,

1,

&lpPerIOData->NumberOfBytesRecvd,

&lpPerIOData->Flags,

&lpPerIOData->overlap,

NULL);

}

}

}

return?0;

}

?首先,說(shuō)說(shuō)主線程:
1.創(chuàng)建完成端口對(duì)象
2.創(chuàng)建工作者線程(這里工作者線程的數(shù)量是按照CPU的個(gè)數(shù)來(lái)決定的,這樣可以達(dá)到最佳性能)
3.創(chuàng)建監(jiān)聽(tīng)套接字,綁定,監(jiān)聽(tīng),然后程序進(jìn)入循環(huán)
4.在循環(huán)中,我做了以下幾件事情:
?(1).接受一個(gè)客戶端連接
?(2).將該客戶端套接字與完成端口綁定到一起(還是調(diào)用CreateIoCompletionPort,但這次的作用不同),注意,按道理來(lái)講,此時(shí)傳遞給CreateIoCompletionPort的第三個(gè)參數(shù)應(yīng)該是一個(gè)完成鍵,一般來(lái)講,程序都是傳遞一個(gè)單句柄數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的地址,該單句柄數(shù)據(jù)包含了和該客戶端連接有關(guān)的信息,由于我們只關(guān)心套接字句柄,所以直接將套接字句柄作為完成鍵傳遞;
?(3).觸發(fā)一個(gè)WSARecv異步調(diào)用,這次又用到了尾隨數(shù)據(jù),使接收數(shù)據(jù)所用的緩沖區(qū)緊跟在WSAOVERLAPPED對(duì)象之后,此外,還有操作類型等重要信息。
?
在工作者線程的循環(huán)中,我們
1.調(diào)用GetQueuedCompletionStatus取得本次I/O的相關(guān)信息(例如套接字句柄、傳送的字節(jié)數(shù)、單I/O數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的地址等等)
2.通過(guò)單I/O數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)找到接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū),然后將數(shù)據(jù)原封不動(dòng)的發(fā)送到客戶端
3.再次觸發(fā)一個(gè)WSARecv異步操作

?

.五種I/O模型的比較
我會(huì)從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行比較
*有無(wú)每線程64連接數(shù)限制
如果在選擇模型中沒(méi)有重新定義FD_SETSIZE宏,則每個(gè)fd_set默認(rèn)可以裝下64個(gè)SOCKET。同樣的,受MAXIMUM_WAIT_OBJECTS宏的影響,事件選擇、用事件通知實(shí)現(xiàn)的重疊I/O都有每線程最大64連接數(shù)限制。如果連接數(shù)成千上萬(wàn),則必須對(duì)客戶端套接字進(jìn)行分組,這樣,勢(shì)必增加程序的復(fù)雜度。
相反,異步選擇、用完成例程實(shí)現(xiàn)的重疊I/O和完成端口不受此限制。

*線程數(shù)
除了異步選擇以外,其他模型至少需要2個(gè)線程。一個(gè)主線程和一個(gè)輔助線程。同樣的,如果連接數(shù)大于64,則選擇模型、事件選擇和用事件通知實(shí)現(xiàn)的重疊I/O的線程數(shù)還要增加。

*實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度
我的個(gè)人看法是,在實(shí)現(xiàn)難度上,異步選擇<選擇<用完成例程實(shí)現(xiàn)的重疊I/O<事件選擇<完成端口<用事件通知實(shí)現(xiàn)的重疊I/O

*性能
由于選擇模型中每次都要重設(shè)讀集,在select函數(shù)返回后還要針對(duì)所有套接字進(jìn)行逐一測(cè)試,我的感覺(jué)是效率比較差;完成端口和用完成例程實(shí)現(xiàn)的重疊I/O基本上不涉及全局?jǐn)?shù)據(jù),效率應(yīng)該是最高的,而且在多處理器情形下完成端口還要高一些;事件選擇和用事件通知實(shí)現(xiàn)的重疊I/O在實(shí)現(xiàn)機(jī)制上都是采用WSAWaitForMultipleEvents,感覺(jué)效率差不多;至于異步選擇,不好比較。所以我的結(jié)論是:選擇<用事件通知實(shí)現(xiàn)的重疊I/O<事件選擇<用完成例程實(shí)現(xiàn)的重疊I/O<完成端口


總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Windows Socket五种I/O模型详细介绍(精)的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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