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            yehao's Blog

            WinSock重疊I/O模型

            轉(zhuǎn)自http://blog.csdn.net/phunxm/archive/2009/12/27/5085915.aspx
            一.重疊I/O模型的概念

            當(dāng)調(diào)用ReadFile()和WriteFile()時,如果最后一個參數(shù)lpOverlapped設(shè)置為NULL,那么線程就阻塞在這里,直到讀寫完指定的數(shù)據(jù)后,它們才返回。這樣在讀寫大文件的時候,很多時間都浪費(fèi)在等待ReadFile()和WriteFile()的返回上面。如果ReadFile()和WriteFile()是往管道里讀寫數(shù)據(jù),那么有可能阻塞得更久,導(dǎo)致程序性能下降。

            為了解決這個問題,Windows引進(jìn)了重疊I/O的概念,它能夠同時以多個線程處理多個I/O。其實(shí)你自己開多個線程也可以處理多個I/O,但是系統(tǒng)內(nèi)部對I/O的處理在性能上有很大的優(yōu)化。它是Windows下實(shí)現(xiàn)異步I/O最常用的方式。

            Windows為幾乎全部類型的文件提供這個工具:磁盤文件、通信端口、命名管道和套接字。通常,使用ReadFile()和WriteFile()就可以很好地執(zhí)行重疊I/O。

            重疊模型的核心是一個重疊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。若想以重疊方式使用文件,必須用 FILE_FLAG_OVERLAPPED標(biāo)志打開它,例如:

            HANDLE hFile = CreateFile(lpFileName, GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_FLAG_OVERLAPPED, NULL);

            如果沒有規(guī)定該標(biāo)志,則針對這個文件(句柄),重疊I/O是不可用的。如果設(shè)置了該標(biāo)志,當(dāng)調(diào)用ReadFile()和WriteFile()操作這個文件(句柄)時,必須為最后一個參數(shù)提供OVERLAPPED結(jié)構(gòu):

            // WINBASE.H

            typedef struct _OVERLAPPED{

                    DWORD   Internal;

                    DWORD   InternalHigh;

                    DWORD   Offset;

                    DWORD   OffsetHigh;

                    HANDLE  hEvent; //關(guān)鍵的一個參數(shù)

            }OVERLAPPED, *LPOVERLAPPED;

            頭兩個32位的結(jié)構(gòu)字Internal和InternalHigh由系統(tǒng)內(nèi)部使用;其次兩個32位結(jié)構(gòu)字Offset和OffsetHigh使得可以設(shè)置64位的偏移量,該偏移量是要文件中讀或?qū)懙牡胤健?/font>

            因?yàn)镮/O異步發(fā)生,就不能確定操作是否按順序完成。因此,這里沒有當(dāng)前位置的概念。對于文件的操作,總是規(guī)定該偏移量。在數(shù)據(jù)流下(如COM端口或socket),沒有尋找精確偏移量的方法,所以在這些情況中,系統(tǒng)忽略偏移量。這四個字段不應(yīng)由應(yīng)用程序直接進(jìn)行處理或使用,OVERLAPPED結(jié)構(gòu)的最后一個參數(shù)是可選的事件句柄,當(dāng)I/O完成時,該事件對象受信(signaled)。程序通過等待該對事件對象受信來做善后處理。

            設(shè)置了OVERLAPPED參數(shù)后,ReadFile()/WriteFile()的調(diào)用會立即返回,這時候你可以去做其他的事(所謂異步),系統(tǒng)會自動替你完成ReadFile()/WriteFile()相關(guān)的I/O操作。你也可以同時發(fā)出幾個ReadFile()/WriteFile()的調(diào)用(所謂重疊)。當(dāng)系統(tǒng)完成I/O操作時,會將OVERLAPPED.hEvent置信,我們可以通過調(diào)用WaitForSingleObject/WaitForMultipleObjects來等待這個I/O完成通知,在得到通知信號后,就可以調(diào)用GetOverlappedResult來查詢I/O操作的結(jié)果,并進(jìn)行相關(guān)處理。由此可以看出,OVERLAPPED結(jié)構(gòu)在一個重疊I/O請求的初始化及其后續(xù)的完成之間,提供了一種溝通或通信機(jī)制。注意OVERLAPPED結(jié)構(gòu)的生存周期,一般動態(tài)分配,待I/O完成后,回收重疊結(jié)構(gòu)。

            以Win32重疊I/O機(jī)制為基礎(chǔ),自WinSock 2發(fā)布開始,重疊I/O便已集成到新的WinSock API中,比如WSARecv()/WSASend()。這樣一來,重疊I/O模型便能適用于安裝了WinSock 2的所有Windows平臺。可以一次投遞一個或多個WinSock I/O請求。針對那些提交的請求,在它們完成之后,應(yīng)用程序可為它們提供服務(wù)(對I/O的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理)。

            相應(yīng)的,要想在一個套接字上使用重疊I/O模型來處理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信,首先必須使用 WSA_FLAG_OVERLAPPED這個標(biāo)志來創(chuàng)建一個套接字。如下所示:

            SOCKET s = WSASocket(AF_INET, SOCK_STEAM, 0, NULL, 0,  WSA_FLAG_OVERLAPPED);

            創(chuàng)建套接字的時候,假如使用的是socket()函數(shù),而非WSASocket()函數(shù),那么會默認(rèn)設(shè)置WSA_FLAG_OVERLAPPED標(biāo)志。成功創(chuàng)建好了一個套接字,將其與一個本地接口綁定到一起后,便可開始進(jìn)行這個套接字上的重疊I/O操作,方法是調(diào)用下述的WinSock 2函數(shù),同時為它們指定一個WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)參數(shù)(#define WSAOVERLAPPED OVERLAPPED// WINSOCK2.H):

            (1)WSASend()

            (2)WSASendTo()

            (3)WSARecv()

            (4)WSARecvFrom()

            (5)WSAIoctl()

            (6)AcceptEx()

            (7)TransmitFile()

            若隨一個WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)一起調(diào)用這些函數(shù),函數(shù)會立即返回,無論套接字是否設(shè)為鎖定模式。它們依賴于WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)來返回一個I/O請求操作的結(jié)果。

            比起阻塞、select、WSAAsyncSelect以及WSAEventSelect等模型,WinSock的重疊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,如果應(yīng)用程序投遞了一個10KB大小的緩沖區(qū)來接收數(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種模型中,數(shù)據(jù)到達(dá)并拷貝到單套接字接收緩沖區(qū)(Per Socket Buffer)中,此時應(yīng)用程序會被系統(tǒng)通知可以讀入的字節(jié)數(shù)。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)。這樣就減少了一次從I/O緩沖區(qū)到應(yīng)用程序緩沖區(qū)的拷貝,差別就在于此。

            實(shí)際編程時,可以投遞一個0字節(jié)緩沖區(qū)的WSARecv/WSASend操作,這樣就沒有用戶緩沖區(qū)與I/O操作相關(guān)聯(lián),避免了用戶緩沖區(qū)的鎖定(過多的鎖定可能導(dǎo)致非分頁內(nèi)存池耗盡,即WSAENOBUFS),應(yīng)用程序繞開單套接字緩沖區(qū)而直接與TCP Stack進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,從而避免了內(nèi)存拷貝。當(dāng)然,只要投遞了足夠多的重疊發(fā)送/接收操作,就能避免額外的內(nèi)存拷貝,這時將單套接字緩沖區(qū)設(shè)置為0并不能提升性能。因?yàn)閼?yīng)用程序的發(fā)送緩沖區(qū)將始終被鎖定直到可以下傳給TCP,所以停用套接字的發(fā)送緩沖區(qū)對性能的影響比停用接收緩沖區(qū)小。然而,如果接收緩沖區(qū)被設(shè)置為0,而又未投遞重疊接收操作,則進(jìn)來的數(shù)據(jù)都只能停留在TCP Stack中,而TCP驅(qū)動程序的緩沖區(qū)最多只能接收窗口大小。TCP緩沖區(qū)被定位在非分頁內(nèi)存池中,假如很多連接發(fā)數(shù)據(jù)過來,但我們根本沒有投遞接收操作,則將消耗大量的非分頁內(nèi)存池。非分頁內(nèi)存池是一種有限的資源,過多的鎖定可能導(dǎo)致非分頁內(nèi)存池耗盡,即WSAENOBUFS。

            在Windows NT和Windows 2000中,重疊I/O模型也允許應(yīng)用程序以一種重疊方式實(shí)現(xiàn)對套接字連接的處理。具體的做法是在監(jiān)聽套接字上調(diào)用AcceptEx函數(shù)。AcceptEx是一個特殊的WinSock擴(kuò)展函數(shù),由mswsock.dll實(shí)現(xiàn),使用時需包含Mswsock.h頭文件,鏈接Mswsock.lib庫文件。該函數(shù)最初的設(shè)計宗旨是在Windows NT與Windows 2000操作系統(tǒng)上使用Win 32的重疊I/O機(jī)制。但事實(shí)上,它也適用于WinSock 2中的重疊I/O。AcceptEx的定義如下:

            // MSWSOCK.H

            AcceptEx(

                   IN SOCKET sListenSocket,

                   IN SOCKET sAcceptSocket,

                   IN PVOID lpOutputBuffer,

                   IN DWORD dwReceiveDataLength,

                   IN DWORD dwLocalAddressLength,

                   IN DWORD dwRemoteAddressLength,

                   OUT LPDWORD lpdwBytesReceived,

                   IN LPOVERLAPPED lpOverlapped);

            參數(shù)一sListenSocket參數(shù)指定的是一個監(jiān)聽套接字。

            參數(shù)二sAcceptSocket參數(shù)指定的是另一個套接字,負(fù)責(zé)對進(jìn)入連接請求的“接受”。 AcceptEx()函數(shù)和accept()函數(shù)的區(qū)別在于,我們必須提供接受的套接字,而不是讓函數(shù)自動為我們創(chuàng)建。正是由于要提供套接字,所以要求我們事先調(diào)用socket()或WSASocket()函數(shù)創(chuàng)建一個套接字,以便通過sAcceptSocket參數(shù),將其傳遞給AcceptEx()。

            參數(shù)三lpOutputBuffer指定的是一個特殊的緩沖區(qū),因?yàn)樗?fù)責(zé)三種數(shù)據(jù)的接收:服務(wù)器的本地地址,客戶機(jī)的遠(yuǎn)程地址,以及在新建連接上接收的第一個數(shù)據(jù)塊。存儲順序是:接收到的數(shù)據(jù)塊→本地地址→遠(yuǎn)程地址。

            參數(shù)四dwReceiveDataLength以字節(jié)為單位,指定了在lpOutputBuffer緩沖區(qū)開頭保留多大的空間,用于數(shù)據(jù)的接收。如這個參數(shù)設(shè)為0,那么只接受連接,不伴隨接收數(shù)據(jù)。

            參數(shù)五dwLocalAddressLength和參數(shù)六dwRemoteAddressLength也是以字節(jié)為單位,指定在lpOutputBuffer緩沖區(qū)中,保留多大的空間,在一個套接字被接受的時候,用于本地和遠(yuǎn)程地址信息的保存。要注意的是,和當(dāng)前采用的傳送協(xié)議允許的最大地址長度比較起來,這里指定的緩沖區(qū)大小至少應(yīng)多出16字節(jié)。舉個例子來說,假定正在使用的是TCP/IP協(xié)議,那么這里的大小應(yīng)設(shè)為“SOCKADDR_IN結(jié)構(gòu)的長度+16字節(jié)”。

            參數(shù)七lpdwBytesReceived參數(shù)用于返回接收到的實(shí)際數(shù)據(jù)量,以字節(jié)為單位。只有在操作以同步方式完成的前提下,才會設(shè)置這個參數(shù)。假如AcceptEx()函數(shù)返回ERROR_IO_PENDING,那么這個參數(shù)永遠(yuǎn)都不會設(shè)置,我們必須利用完成事件通知機(jī)制,獲知實(shí)際讀取的字節(jié)量。

            最后一個參數(shù)是lpOverlapped,它對應(yīng)的是一個OVERLAPPED結(jié)構(gòu),允許AcceptEx()以一種異步方式工作。如我們早先所述,只有在一個重疊I/O應(yīng)用中,該函數(shù)才需要使用事件對象通知機(jī)制(hEvent字段),這是由于此時沒有一個完成例程參數(shù)可供使用。

             

            二.獲取重疊I/O操作完成結(jié)果

            當(dāng)異步I/O請求掛起后,最終要知道I/O操作是否完成。一個重疊I/O請求最終完成后,應(yīng)用程序要負(fù)責(zé)讀取重疊I/O操作的結(jié)果。對于讀,直到I/O完成,接收緩沖器才有效(參考IRP緩沖區(qū)管理)。對于寫,要知道寫是否成功,有幾種方法可以做到這點(diǎn),最直接的方法是調(diào)用(WSA)GetOverlappedResult,其函數(shù)原型如下:

            WINBASEAPI BOOL WINAPI

            GetOverlappedResult(

            HANDLE hFile,

            LPOVERLAPPED lpOverlapped,

            LPDWORD lpNumberOfBytesTransferred,

            BOOL bWait);

            BOOL WSAAPI WSAGetOverlappedResult(

            SOCKET s,

            LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped,

            LPDWORD lpcbTransfer,

            BOOL fWait,

            LPDWORD lpdwFlags);

            參數(shù)一為的文件/套接字句柄。

            參數(shù)二為參數(shù)一關(guān)聯(lián)的(WSA) OVERLAPPED結(jié)構(gòu),在調(diào)用CreateFile()、WSASocket()或AcceptEx()時指定。

            參數(shù)三指向字節(jié)計數(shù)指針,負(fù)責(zé)接收一次重疊發(fā)送或接收操作實(shí)際傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)。

            參數(shù)四是確定命令是否等待的標(biāo)志。Wait參數(shù)用于決定函數(shù)是否應(yīng)該等待一次重疊操作完成。若將Wait設(shè)為TRUE,那么直到操作完成函數(shù)才返回;若設(shè)為FALSE,而且操作仍然處于未完成狀態(tài),那么(WSA)GetOverlappedResult()函數(shù)會返回FALSE值。

            如(WSA)GetOverlappedResult()函數(shù)調(diào)用成功,返回值就是TRUE。這意味著我們的重疊I/O操作已成功完成,而且由參數(shù)三BytesTransfered參數(shù)指向的值已進(jìn)行了更新。若返回值是FALSE,那么可能是由下述任何一種原因造成的:

            ■ 重疊I/O操作仍處在“待決”狀態(tài)。

            ■ 重疊操作已經(jīng)完成,但含有錯誤。

            ■ 重疊操作的完成狀態(tài)不可判決,因?yàn)樵谔峁┙o WSAGetOverlappedResult函數(shù)的一個或多個參數(shù)中,存在著錯誤。

            失敗后,由BytesTransfered參數(shù)指向的值不會進(jìn)行更新,而且我們的應(yīng)用程序應(yīng)調(diào)用(WSA)GetLastError()函數(shù),檢查到底是何種原因造成了調(diào)用失敗以使用相應(yīng)容錯處理。如果錯誤碼為SOCKET_ERROR/WSA_IO_INCOMPLETE(Overlapped I/O event is not in a signaled state)或SOCKET_ERROR/WSA_IO_PENDING(Overlapped I/O operation is in progress),則表明I/O仍在進(jìn)行。當(dāng)然,這不是真正錯誤,任何其他錯誤碼則真正表明一個實(shí)際錯誤。

            下面介紹兩種常用重疊I/O完成通知的方法。

            1.使用事件通知

            使用(WSA)GetOverlappedResult()是直截了當(dāng)?shù)模呛现丿BI/O的概念。畢竟,如果要等待I/O,也許使用常規(guī)I/O命令更好。對于大多數(shù)程序,反復(fù)檢查I/O是否完成,并非最佳。解決方案之一是使用(WSA)OVERLAPPED結(jié)構(gòu)中的hEvent字段,使應(yīng)用程序?qū)⒁粋€事件對象句柄同一個文件/套接字關(guān)聯(lián)起來。

            當(dāng)指定OVERLAPPED參數(shù)給ReadFile()/WriteFile()或WSARecv()/WSASend()后,可以再為(WSA)OVERLAPPED最后一個參數(shù)提供自定義的事件對象(通過(WSA)CreateEvent()創(chuàng)建)。

            當(dāng)I/O完成時,系統(tǒng)更改(WSA)OVERLAPPED結(jié)構(gòu)對應(yīng)的事件對象的傳信狀態(tài),使其從“未傳信”(unsignaled)變成“已傳信”(signaled)。由于我們之前將事件對象分配給了(WSA)OVERLAPPED結(jié)構(gòu),所以只需簡單地調(diào)用WaitForSingleObject/WaitForMultipleObjects或WSAWaitForMultipleEvents函數(shù),從而判斷出一個(一些)重疊I/O在什么時候完成。通過WaitForSingleObject/WaitForMultipleObjects或WSAWaitForMultipleEvents函數(shù)返回的索引可以知道這個重疊I/O完成事件是在哪個HANDLE(File或Socket)上發(fā)生的。

            然后調(diào)用(WSA)GetOverlappedResult()函數(shù),將發(fā)生事件的HANDLE(FILE或SOCKET)傳給參數(shù)一,將這個HANDLE對應(yīng)的(WSA)OVERLAPPED結(jié)構(gòu)傳給參數(shù)二,這樣判斷重疊調(diào)用到底是成功還是失敗。如果返回FALSE值,則重疊操作已經(jīng)完成但含有錯誤。或者重疊操作的完成狀態(tài)不可判決,因?yàn)樵谔峁┙o(WSA)GetOverlappedResult()函數(shù)的一個或多個參數(shù)中存在著錯誤。失敗后,由BytesTransfered參數(shù)指向的值不會進(jìn)行更新,應(yīng)用程序應(yīng)調(diào)用(WSA)GetLastError()函數(shù),調(diào)查到底是何種原因造成了調(diào)用失敗。

            若(WSA)GetOverlappedResult()函數(shù)返回TRUE,則根據(jù)先前調(diào)用異步I/O函數(shù)時設(shè)置的緩沖區(qū)(ReadFile/WriteFile或WSARecv/WSASend的lpBuffer字段)和BytesTransfered,使用指針偏移定位就可以準(zhǔn)確操作接受到的數(shù)據(jù)了。

            利用事件對象來完成同步通知的方法比重復(fù)調(diào)用(WSA)GetOverlappedResult()浪費(fèi)處理器時間的方案要高效得多。但WaitForMultipleObjects/WSAaitForMultipleEvent支持的事件對象個數(shù)的上限為MAXIMUM_WAIT_OBJECTS/WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS=64!

            2.使用完成例程

            對于文件重疊I/O操作,等待I/O操作結(jié)束的另外方法是使用ReadFileEx()和WriteFileEx()。這些命令只用于重疊I/O,當(dāng)為它們的最后一個參數(shù)lpCompletionRoutine傳遞了一個完成例程指針(回調(diào)函數(shù)地址)時,I/O操作結(jié)束時將調(diào)用此函數(shù)進(jìn)行處理。

            完成例程指針LPOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE定義如下:

            // WINBASE.H

            typedef  VOID (WINAPI *LPOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE)(

                    DWORD dwErrorCode,

                    DWORD dwNumberOfBytesTransfered,

                    LPOVERLAPPED lpOverlapped );

            相應(yīng)在WinSock 2中,WSARecv()/WSASend()最后一個參數(shù)lpCompletionROUTINE是一個可選的指針,它指向一個完成例程。若指定此參數(shù)(自定義函數(shù)地址),在重疊請求完成后,將調(diào)用完成例程處理。完成例程本質(zhì)上是一種APC(Asynchronous Procedure Calls)。

            WinSock 2中完成例程指針LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE定義略有不同:

            // WINSOCK2.H

            typedef void (CALLBACK * LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE)(

                    DWORD dwError,

                    DWORD cbTransferred,

                    LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped,

                    DWORD dwFlags );

                 前三個參數(shù)同LPOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE,參數(shù)四一般不用,置0。用完成例程完成一個重疊I/O請求之后,參數(shù)中會包含下述信息:

            參數(shù)一dwError表明了一個重疊操作(由lpOverlapped指定)的完成狀態(tài)是什么。

            參數(shù)二BytesTransferred參數(shù)指定了在重疊操作實(shí)際傳輸?shù)淖止?jié)量是多大。

            參數(shù)三lpOverlapped參數(shù)指定的是調(diào)用這個完成例程的異步I/O操作函數(shù)(ReadFileEx()/WriteFileEx()或WSARecv()/WSASend())的(WSA)OVERLAPPED結(jié)構(gòu)參數(shù)。

            提交帶有完成例程的重疊I/O請求時,(WSA)OVERLAPPED結(jié)構(gòu)的事件字段hEvent一般不再使用。使用一個含有完成例程指針參數(shù)的異步I/O函數(shù)發(fā)出一個重疊I/O請求之后,一旦重疊I/O操作完成,作為我們的調(diào)用線程,必須能夠通知完成例程指針?biāo)赶虻淖远x函數(shù)開始執(zhí)行,提供數(shù)據(jù)處理服務(wù)。這樣一來,便要求將調(diào)用線程置于一種“可警告的等待狀態(tài)”,在I/O操作完成后,能自動調(diào)用完成例程。WSAWaitForMultipleEvents()函數(shù)可用來將線程置于一種可警告的等待狀態(tài)。這樣做的代價是必須創(chuàng)建一個事件對象可用于WSAWaitForMultipleEvents()函數(shù)。假定應(yīng)用程序只用完成例程對重疊請求進(jìn)行處理,便不需要引入事件對象。作為一種變通方法,我們的應(yīng)用程序可用Win32的SleepEx()函數(shù)將自己的線程置為一種可警告的等待狀態(tài)。當(dāng)然,亦可創(chuàng)建一個偽事件對象,不將它與任何東西關(guān)聯(lián)在一起。假如調(diào)用線程經(jīng)常處于繁忙狀態(tài),而且并不處于一種可警告的等待狀態(tài),那么完成例程根本不會被通知執(zhí)行。

            如前面所述,WSAWaitForMultipleEvents()通常會等待同(WSA)OVERLAPPED結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)在一起的事件對象。該函數(shù)也可用于將我們的線程設(shè)置為一種可警告的等待狀態(tài),為已經(jīng)完成的重疊I/O請求調(diào)用完成例程進(jìn)行處理(前提是將fAlertable參數(shù)設(shè)為TRUE)。使用一個含有完成例程指針的異步I/O函數(shù)提交了重疊I/O請求之后, WSAWaitForMultipleEvents()的期望返回值是WAIT_IO_COMPLETION(One or more I/O completion routines are queued for execution),而不再是事件對象索引。從宏WAIT_IO_COMPLETION的注解可知,它的意思是有完成例程需要執(zhí)行。SleepEx()函數(shù)的行為實(shí)際上和WSAWaitForMultipleEvents()差不多,只是它不需要任何事件對象。對SleepEx函數(shù)的定義如下:

            WINBASEAPI DWORD WINAPI

            SleepEx(

                DWORD dwMilliseconds,

                BOOL bAlertable );

            其中,dwMilliseconds參數(shù)定義了SleepEx()函數(shù)的等待時間,以毫秒為單位。假如將dwMilliseconds設(shè)為INFINITE,那么SleepEx()會無休止地等待下去。bAlertable參數(shù)規(guī)定了一個完成例程的執(zhí)行方式,若將它設(shè)置為FALSE,則使用一個含有完成例程指針的異步I/O函數(shù)提交了重疊I/O請求后,I/O完成例程不會被通知執(zhí)行,而且SleepEx()函數(shù)不會返回,除非超過由dwMilliseconds規(guī)定的時間;若將它設(shè)置為TRUE,則完成例程會被通知執(zhí)行,同時SleepEx()函數(shù)返回WAIT_IO_COMPLETION。

            在完成例程處理模型中,投遞重疊I/O請求的同時注冊完成例程,待I/O完成時由系統(tǒng)回調(diào),并克服了事件通知模型的個數(shù)限制。利用完成例程處理重疊I/O的WinSock程序的編寫步驟如下:

            (1) 新建一個監(jiān)聽套接字,在指定端口上監(jiān)聽客戶端的連接請求。

            (2) 接受一個客戶端的連接請求,并返回一個會話套接字負(fù)責(zé)與客戶端通信。

            (3) 為會話套接字關(guān)聯(lián)一個WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)。

            (4) 在套接字上投遞一個異步WSARecv請求,方法是將WSAOVERLAPPED指定成為參數(shù),同時提供一個完成例程。

            (5) 在將fAlertable參數(shù)設(shè)為TRUE的前提下,調(diào)用WSAWaitForMultipleEvents,并等待一個重疊I/O請求完成。重疊請求完成后,完成例程會自動執(zhí)行,而且WSAWaitForMultipleEvents會返回一個WAIT_IO_COMPLETION。在完成例程內(nèi),可隨一個完成例程一道投遞另一個重疊WSARecv請求。

            (6) 檢查WSAWaitForMultipleEvents是否返回WAIT_IO_COMPLETION。

            (7) 重復(fù)步驟(5)和(6)。

            當(dāng)調(diào)用accept處理連接時,一般創(chuàng)建一個AcceptEvent偽事件,當(dāng)有客戶連接時,需要手動SetEvent(AcceptEvent);當(dāng)調(diào)用AcceptEx處理重疊的連接時,一般為ListenSocket創(chuàng)建一個ListenOverlapped結(jié)構(gòu),并為其指定一個偽事件,當(dāng)有客戶連接時,系統(tǒng)自動將其置信。這些偽事件的作用在于,當(dāng)含有完成例程指針的異步I/O操作(如WSARecv)完成時,設(shè)置了fAlertable的WSAWaitForMultipleEvents返回WAIT_IO_COMPLETION,并調(diào)用完成例程指針指向的完成例程對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

            重疊I/O模型的缺點(diǎn)是它一般要為每一個I/O請求都開一個線程,當(dāng)同時有成千上萬個請求發(fā)生時,系統(tǒng)處理線程上下文切換是非常耗時的。所以這也就引出了更為先進(jìn)的完成端口模型IOCP,用線程池來解決這個問題。

             

            參考:

            《Windows 2000 Systems Programming Black Book》  Al Williams

            《Network Programming for Microsoft Windows》  Anthony Jones,Jim Ohlund

             

            本文來自CSDN博客,轉(zhuǎn)載請標(biāo)明出處:http://blog.csdn.net/phunxm/archive/2009/12/27/5085915.aspx

            posted on 2011-05-23 17:25 厚積薄發(fā) 閱讀(1764) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: 網(wǎng)絡(luò)編程

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