一．
重疊模型的優(yōu)點(diǎn)
1. 可以運(yùn)行在支持Winsock2的所有Windows平臺(tái) ,而不像完成端口只是支持NT系統(tǒng)。
2. 比起阻塞、select、WSAAsyncSelect以及WSAEventSelect等模型，重疊I/O(Overlapped I/O)模型使應(yīng)用程序能達(dá)到更佳的系統(tǒng)性能。
因?yàn)樗瓦@4種模型不同的是，使用重疊模型的應(yīng)用程序通知緩沖區(qū)收發(fā)系統(tǒng)直接使用數(shù)據(jù)，也就是說(shuō)，如果應(yīng)用程序投遞了一個(gè)10KB大小的緩沖區(qū)來(lái)接收數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)已經(jīng)到達(dá)套接字，則該數(shù)據(jù)將直接被拷貝到投遞的緩沖區(qū)。
而這4種模型種，數(shù)據(jù)到達(dá)并拷貝到單套接字接收緩沖區(qū)中，此時(shí)應(yīng)用程序會(huì)被告知可以讀入的容量。當(dāng)應(yīng)用程序調(diào)用接收函數(shù)之后，數(shù)據(jù)才從單套接字緩沖區(qū)拷貝到應(yīng)用程序的緩沖區(qū)，差別就體現(xiàn)出來(lái)了。
3. 從《windows網(wǎng)絡(luò)編程》中提供的試驗(yàn)結(jié)果中可以看到，在使用了P4 1.7G Xero處理器(CPU很強(qiáng)啊)以及768MB的回應(yīng)服務(wù)器中，最大可以處理4萬(wàn)多個(gè)SOCKET連接，在處理1萬(wàn)2千個(gè)連接的時(shí)候CPU占用率才40% 左右 ―― 非常好的性能，已經(jīng)直逼完成端口了^_^
二．
重疊模型的基本原理
說(shuō)了這么多的好處，你一定也躍躍欲試了吧，不過(guò)我們還是要先提一下重疊模型的基本原理。
概括一點(diǎn)說(shuō)，重疊模型是讓?xiě)?yīng)用程序使用重疊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(WSAOVERLAPPED)，一次投遞一個(gè)或多個(gè)Winsock I/O請(qǐng)求。針對(duì)這些提交的請(qǐng)求，在它們完成之后，應(yīng)用程序會(huì)收到通知，于是就可以通過(guò)自己另外的代碼來(lái)處理這些數(shù)據(jù)了。
需要注意的是，有兩個(gè)方法可以用來(lái)管理重疊IO請(qǐng)求的完成情況（就是說(shuō)接到重疊操作完成的通知）：
1. 事件對(duì)象通知(event object notification)
2. 完成例程(completion routines) ,注意，這里并不是完成端口
而本文只是講述如何來(lái)使用事件通知的的方法實(shí)現(xiàn)重疊IO模型，完成例程的方法準(zhǔn)備放到下一篇講 ：） (內(nèi)容太多了，一篇寫(xiě)不完啊) ，如沒(méi)有特殊說(shuō)明，本文的重疊模型默認(rèn)就是指的基于事件通知的重疊模型。
既 然是基于事件通知，就要求將Windows事件對(duì)象與WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)在一起（WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)中專門(mén)有對(duì)應(yīng)的參數(shù)）， 通俗一點(diǎn)講，就是。。。。對(duì)了，忘了說(shuō)了，既然要使用重疊結(jié)構(gòu)，我們常用的send, sendto, recv, recvfrom也都要被WSASend,
WSASendto, WSARecv, WSARecvFrom替換掉了， 它們的用法我后面會(huì)講到，這里只需要注意一點(diǎn)，它們的參數(shù)中都有一個(gè)Overlapped參數(shù)，我們可以假設(shè)是把我們的WSARecv這樣的操作操作“綁 定”到這個(gè)重疊結(jié)構(gòu)上，提交一個(gè)請(qǐng)求，其他的事情就交給重疊結(jié)構(gòu)去操心，而其中重疊結(jié)構(gòu)又要與Windows的事件對(duì)象“綁定”在一起，這樣我們調(diào)用完 WSARecv以后就可以“坐享其成”，等到重疊操作完成以后，自然會(huì)有與之對(duì)應(yīng)的事件來(lái)通知我們操作完成，然后我們就可以來(lái)根據(jù)重疊操作的結(jié)果取得我們
想要德數(shù)據(jù)了。
也許說(shuō)了半天你還是不大明白，那就繼續(xù)往后面看吧。。。。。。。-_-b，語(yǔ)言表達(dá)能力有限啊~~~
三．
關(guān)于重疊模型的基礎(chǔ)知識(shí)
下面來(lái)介紹并舉例說(shuō)明一下編寫(xiě)重疊模型的程序中將會(huì)使用到的幾個(gè)關(guān)鍵函數(shù)。
1. WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)
這個(gè)結(jié)構(gòu)自然是重疊模型里的核心，它是這么定義的
typedef struct _WSAOVERLAPPED {
DWORD Internal;
DWORD InternalHigh;
DWORD Offset;
DWORD OffsetHigh;
WSAEVENT hEvent; // 唯一需要關(guān)注的參數(shù)，用來(lái)關(guān)聯(lián)WSAEvent對(duì)象
} WSAOVERLAPPED, *LPWSAOVERLAPPED;
我們需要把WSARecv等操作投遞到一個(gè)重疊結(jié)構(gòu)上，而我們又需要一個(gè)與重疊結(jié)構(gòu)“綁定”在一起的事件對(duì)象來(lái)通知我們操作的完成，看到了和hEvent參數(shù)，不用我說(shuō)你們也該知道如何來(lái)來(lái)把事件對(duì)象綁定到重疊結(jié)構(gòu)上吧？大致如下：
WSAEVENT event;
//
定義事件
WSAOVERLAPPED AcceptOverlapped ;
// 定義重疊結(jié)構(gòu)
event =
WSACreateEvent(); // 建立一個(gè)事件對(duì)象句柄
ZeroMemory(&AcceptOverlapped,
sizeof(WSAOVERLAPPED)); // 初始化重疊結(jié)構(gòu)
AcceptOverlapped.hEvent = event; //
Done !！
2. WSARecv系列函數(shù)
在重疊模型中，接收數(shù)據(jù)就要靠它了，它的參數(shù)也比recv要多，因?yàn)橐玫吨丿B結(jié)構(gòu)嘛，它是這樣定義的：
int WSARecv(
SOCKET
s,
// 當(dāng)然是投遞這個(gè)操作的套接字
LPWSABUF
lpBuffers,
// 接收緩沖區(qū)，與Recv函數(shù)不同
// 這里需要一個(gè)由WSABUF結(jié)構(gòu)構(gòu)成的數(shù)組
DWORD dwBufferCount,
// 數(shù)組中WSABUF結(jié)構(gòu)的數(shù)量
LPDWORD lpNumberOfBytesRecvd,
// 如果接收操作立即完成，這里會(huì)返回函數(shù)調(diào)用
// 所接收到的字節(jié)數(shù)
LPDWORD lpFlags,
// 說(shuō)來(lái)話長(zhǎng)了，我們這里設(shè)置為0 即可
LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped, // “綁定”的重疊結(jié)構(gòu)
LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE lpCompletionRoutine
// 完成例程中將會(huì)用到的參數(shù)，我們這里設(shè)置為 NULL
);
返回值：
實(shí)現(xiàn)重疊模型的步驟
作 了這么多的準(zhǔn)備工作，費(fèi)了這么多的筆墨，我們終于可以開(kāi)始著手編碼了。其實(shí)慢慢的你就會(huì)明白，要想透析重疊結(jié)構(gòu)的內(nèi)部原理也許是要費(fèi)點(diǎn)功夫，但是只是學(xué)會(huì)
如何來(lái)使用它，卻是真的不難，唯一需要理清思路的地方就是和大量的客戶端交互的情況下，我們得到事件通知以后，如何得知是哪一個(gè)重疊操作完成了，繼而知道 究竟該對(duì)哪一個(gè)套接字進(jìn)行處理，應(yīng)該去哪個(gè)緩沖區(qū)中的取得數(shù)據(jù)，everything will be OK^_^。
下面我們配合代碼，來(lái)一步步的講解如何親手完成一個(gè)重疊模型。
【第一步】定義變量…………
#define
DATA_BUFSIZE 4096
// 接收緩沖區(qū)大小
SOCKET
ListenSocket,
// 監(jiān)聽(tīng)套接字
AcceptSocket;
// 與客戶端通信的套接字
WSAOVERLAPPED
AcceptOverlapped; // 重疊結(jié)構(gòu)一個(gè)
WSAEVENT
EventArray[WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS];
// 用來(lái)通知重疊操作完成的事件句柄數(shù)組
WSABUF
DataBuf[DATA_BUFSIZE] ;
DWORD
dwEventTotal = 0,
// 程序中事件的總數(shù)
dwRecvBytes =
0, // 接收到的字符長(zhǎng)度
Flags =
0;
// WSARecv的參數(shù)
【第二步】創(chuàng)建一個(gè)套接字，開(kāi)始在指定的端口上監(jiān)聽(tīng)連接請(qǐng)求
和其他的SOCKET初始化全無(wú)二致，直接照搬即可，在此也不多費(fèi)唇舌了，需要注意的是為了一目了然，我去掉了錯(cuò)誤處理，平常可不要這樣啊，盡管這里出錯(cuò)的幾率比較小。
WSADATA wsaData;
WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData);
ListenSocket =
socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP); //創(chuàng)建TCP套接字
SOCKADDR_IN
ServerAddr;
//分配端口及協(xié)議族并綁定
ServerAddr.sin_family=AF_INET;
ServerAddr.sin_addr.S_un.S_addr
=htonl(INADDR_ANY);
ServerAddr.sin_port=htons(11111);
bind(ListenSocket,(LPSOCKADDR)&ServerAddr,
sizeof(ServerAddr)); // 綁定套接字
listen(ListenSocket,
5);
//開(kāi)始監(jiān)聽(tīng)
【第三步】接受一個(gè)入站的連接請(qǐng)求
一個(gè)accept就完了，都是一樣一樣一樣一樣的啊~~~~~~~~~~
至于AcceptEx的使用，在完成端口中我會(huì)講到，這里就先不一次灌輸這么多了，不消化啊^_^
AcceptSocket = accept
(ListenSocket, NULL,NULL) ;
當(dāng)然，這里是我偷懶，如果想要獲得連入客戶端的信息（記得論壇上也常有人問(wèn)到），accept的后兩個(gè)參數(shù)就不要用NULL，而是這樣
SOCKADDR_IN
ClientAddr;
// 定義一個(gè)客戶端得地址結(jié)構(gòu)作為參數(shù)
int
addr_length=sizeof(ClientAddr);
AcceptSocket =
accept(ListenSocket,(SOCKADDR*)&ClientAddr, &addr_length);
// 于是乎，我們就可以輕松得知連入客戶端的信息了
LPCTSTR lpIP =
inet_ntoa(ClientAddr.sin_addr); // IP
UINT nPort =
ClientAddr.sin_port;
// Port
【第四步】建立并初始化重疊結(jié)構(gòu)
為連入的這個(gè)套接字新建立一個(gè)WSAOVERLAPPED重疊結(jié)構(gòu)，并且象前面講到的那樣，為這個(gè)重疊結(jié)構(gòu)從事件句柄數(shù)組里挑出一個(gè)空閑的對(duì)象句柄“綁定”上去。
// 創(chuàng)建一個(gè)事件
// dwEventTotal可以暫時(shí)先作為Event數(shù)組的索引
EventArray[dwEventTotal] =
WSACreateEvent();
ZeroMemory(&AcceptOverlapped,
sizeof(WSAOVERLAPPED)); // 置零
AcceptOverlapped.hEvent =
EventArray[dwEventTotal];
// 關(guān)聯(lián)事件
char buffer[DATA_BUFSIZE];
ZeroMemory(buffer, DATA_BUFSIZE);
DataBuf.len = DATA_BUFSIZE;
DataBuf.buf =
buffer;
//
初始化一個(gè)WSABUF結(jié)構(gòu)
dwEventTotal
++;
// 總數(shù)加一
【第五步】以WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)為參數(shù)，在套接字上投遞WSARecv請(qǐng)求
各個(gè)變量都已經(jīng)初始化OK以后，我們就可以開(kāi)始Socket操作了，然后讓WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)來(lái)替我們管理I/O 請(qǐng)求，我們只用等待事件的觸發(fā)就OK了。
if(WSARecv(AcceptSocket
,&DataBuf,1,&dwRecvBytes,&Flags,
& AcceptOverlapped, NULL) == SOCKET_ERROR)
{
// 返回WSA_IO_PENDING是正常情況，表示IO操作正在進(jìn)行，不能立即完成
// 如果不是WSA_IO_PENDING錯(cuò)誤，就大事不好了~~~~~~！！！
if(WSAGetLastError() != WSA_IO_PENDING)
{
// 那就只能關(guān)閉大吉了
closesocket(AcceptSocket);
WSACloseEvent(EventArray[dwEventTotal]);
}
}
【第六步】 用WSAWaitForMultipleEvents函數(shù)等待重疊操作返回的結(jié)果
我 們前面已經(jīng)給WSARecv關(guān)聯(lián)的重疊結(jié)構(gòu)賦了一個(gè)事件對(duì)象句柄，所以我們這里要等待事件對(duì)象的觸發(fā)與之配合，而且需要根據(jù) WSAWaitForMultipleEvents函數(shù)的返回值來(lái)確定究竟事件數(shù)組中的哪一個(gè)事件被觸發(fā)了，這個(gè)函數(shù)的用法及返回值請(qǐng)參考前面的基礎(chǔ)知識(shí)
部分。
DWORD dwIndex;
// 等候重疊I/O調(diào)用結(jié)束
// 因?yàn)槲覀儼咽录?span lang="EN-US">Overlapped綁定在一起，重疊操作完成后我們會(huì)接到事件通知
dwIndex =
WSAWaitForMultipleEvents(dwEventTotal,
EventArray ,FALSE
,WSA_INFINITE,FALSE);
// 注意這里返回的Index并非是事件在數(shù)組里的Index，而是需要減去WSA_WAIT_EVENT_0
dwIndex = dwIndex –
WSA_WAIT_EVENT_0;
【第七步】使用WSAResetEvent函數(shù)重設(shè)當(dāng)前這個(gè)用完的事件對(duì)象
事件已經(jīng)被觸發(fā)了之后，它對(duì)于我們來(lái)說(shuō)已經(jīng)沒(méi)有利用價(jià)值了，所以要將它重置一下留待下一次使用，很簡(jiǎn)單，就一步，連返回值都不用考慮
WSAResetEvent(EventArray[dwIndex]);
【第八步】使用WSAGetOverlappedResult函數(shù)取得重疊調(diào)用的返回狀態(tài)
這是我們最關(guān)心的事情，費(fèi)了那么大勁投遞的這個(gè)重疊操作究竟是個(gè)什么結(jié)果呢？其實(shí)對(duì)于本模型來(lái)說(shuō)，唯一需要檢查一下的就是對(duì)方的Socket連接是否已經(jīng)關(guān)閉了
DWORD dwBytesTransferred;
WSAGetOverlappedResult(
AcceptSocket, AcceptOverlapped ,
&dwBytesTransferred, FALSE,
&Flags);
// 先檢查通信對(duì)方是否已經(jīng)關(guān)閉連接
// 如果==0則表示連接已經(jīng)，則關(guān)閉套接字
if(dwBytesTransferred == 0)
{
closesocket(AcceptSocket);
WSACloseEvent(EventArray[dwIndex]); // 關(guān)閉事件
return;
}
【第九步】“享受”接收到的數(shù)據(jù)
如果程序執(zhí)行到了這里，那么就說(shuō)明一切正常，WSABUF結(jié)構(gòu)里面就存有我們WSARecv來(lái)的數(shù)據(jù)了，終于到了盡情享用成果的時(shí)候了！喝杯茶，休息一下吧~~~^_^
DataBuf.buf就是一個(gè)char*字符串指針，聽(tīng)?wèi){你的處理吧，我就不多說(shuō)了
【第十步】同第五步一樣，在套接字上繼續(xù)投遞WSARecv請(qǐng)求，重復(fù)步驟 6 ~ 9
這 樣一路作下來(lái)，我們終于可以從客戶端接收到數(shù)據(jù)了，但是回想起來(lái)，呀~~~~~，這樣豈不是只能收到一次數(shù)據(jù)，然后程序不就Over了？…….-_-b 所以我們接下來(lái)不得不重復(fù)一遍第四步和第五步的工作，再次在這個(gè)套接字上投遞另一個(gè)WSARecv請(qǐng)求，并且使整個(gè)過(guò)程循環(huán)起來(lái)，are u clear？？
大家可以參考我的代碼，在這里就先不寫(xiě)了，因?yàn)楦魑欢家欢ū任?span lang="EN-US">smart