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一、回顾重叠IO模型

二、完成端口模型

三、关键函数

1、CreateIoCompletionPort

HANDLE WINAPI CreateIoCompletionPort(
  _In_     HANDLE    FileHandle,
  _In_opt_ HANDLE    ExistingCompletionPort,
  _In_     ULONG_PTR CompletionKey,
  _In_     DWORD     NumberOfConcurrentThreads
);

2、GetQueuedCompletionStatus

BOOL WINAPI GetQueuedCompletionStatus(
  _In_  HANDLE       CompletionPort,
  _Out_ LPDWORD      lpNumberOfBytes,
  _Out_ PULONG_PTR   lpCompletionKey,
  _Out_ LPOVERLAPPED *lpOverlapped,
  _In_  DWORD        dwMilliseconds
);

Windows Server 2003和Windows XP：关闭完成端口句柄，调用优秀不会导致之前的行为。该函数将继续等待直到一项是从港口或直到发生超时删除，如果指定以外的无限价值。

3、PostQueuedCompletionStatus

BOOL WINAPI PostQueuedCompletionStatus(
  _In_     HANDLE       CompletionPort,
  _In_     DWORD        dwNumberOfBytesTransferred,
  _In_     ULONG_PTR    dwCompletionKey,
  _In_opt_ LPOVERLAPPED lpOverlapped
);

四、完整的示例程序

#pragma once

#define SOCKET_MESSAGE_SIZE 1024

#include <WinSock2.h>
#include <common_callback.h>

typedef enum
{
	RECV_POSTED
}OPERATION_TYPE;

typedef struct
{
	WSAOVERLAPPED overlap;
	WSABUF buffer;
	char message[SOCKET_MESSAGE_SIZE];
	DWORD received_count;
	DWORD flags;
	OPERATION_TYPE operation_type;
}PEERIO_OPERATION_DATA, *LPPEERIO_OPERATION_DATA;

class completeio_server_manager:
	public iserver_manager
{
private:
	int iport;
	int iaddr_size;
	common_callback callback;
	BOOL brunning;
	SOCKET server;
	WSADATA wsaData;
	HANDLE hcomplete_port;
	SYSTEM_INFO system_info;
	LPPEERIO_OPERATION_DATA peer_data;
	bool bdisposed;

protected:
	bool accept_by_crt();
	bool accept_by_winapi();

public:
	void receive();
	void shutdown();
	void start_receive();
	void start_accept();

public:
	completeio_server_manager();
	virtual ~completeio_server_manager();
};

#include "completeio_server_manager.h"
#include <stdio.h>
#include <tchar.h>

completeio_server_manager::completeio_server_manager()
{
	iport = 5150;
	iaddr_size = sizeof(SOCKADDR_IN);
	brunning = FALSE;
	GetSystemInfo(&system_info);
	callback.set_manager(this);
	callback.set_receive_thread_coount(system_info.dwNumberOfProcessors);
	hcomplete_port = CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, 0, 0);
	bdisposed = false;
}


completeio_server_manager::~completeio_server_manager()
{
	if (bdisposed)
		shutdown();
}

bool completeio_server_manager::accept_by_crt()
{

	return true;
}

bool completeio_server_manager::accept_by_winapi()
{
	SOCKADDR_IN server_addr;
	SOCKADDR_IN client_addr;
	SOCKET client;
	LPPEERIO_OPERATION_DATA peer_data;
	int iresult = -1;

	WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
	server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
	server_addr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);
	server_addr.sin_family = AF_INET;
	server_addr.sin_port = htons(iport);
	do
	{
		iresult = bind(server, (struct sockaddr*)&server_addr, iaddr_size);
		if (iresult == SOCKET_ERROR)
		{
			iport++;
			server_addr.sin_port = htons(iport);
		}
	} while (iresult == -1);
	listen(server, 3);
	printf("基于完成端口模型的Socket服务器启动成功。监听端口是：%d\n", iport);
	while (brunning)
	{
		printf("开始监听请求。\n");
		client = accept(server, (struct sockaddr*)&client_addr, &iaddr_size);
		if (client == SOCKET_ERROR)
			continue;
		printf("新客户端连接：%s:%d\n", inet_ntoa(client_addr.sin_addr), htons(client_addr.sin_port));
		CreateIoCompletionPort((HANDLE)client, hcomplete_port, (DWORD)client, 0);
		peer_data = http://www.mamicode.com/(LPPEERIO_OPERATION_DATA)HeapAlloc(GetProcessHeap(), HEAP_ZERO_MEMORY, sizeof(PEERIO_OPERATION_DATA));>


五、效果



六、心得体会


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。在这个时候，大家或许会觉得奇怪，到底应创建多少个线程，以便为完成端口提供服务呢？这实际正是完成端口模型显得颇为“复杂”的一个方面，因为服务I/O请求所需的数量取决于应用程序的总体设计情况。


在此要记住的一个重点在于，在我们调用CreateIoCompletionPort时指定的并发线程数量，与打算创建的工作者线程数量相比，它们代表的并非同一件事情。早些时候，我们曾建议大家用CreateIoCompletionPort函数为每个处理器都指定一个线程（处理器的数量有多少，便指定多少线程）以避免由于频繁的线程“场景”交换活动，从而影响系统的整体性能。CreateIoCompletionPort函数的NumberOfConcurrentThreads参数明确指示系统：在一个完成端口上，一次只允许n个工作者线程运行。假如在完成端口上创建的工作者线程数量超出n个，那么在同一时刻，最多只允许n个线程运行。


但实际上，在一段较短的时间内，系统有可能超过这个值，但很快便会把它减少至事先在CreateIoCompletionPort函数中设定的值。那么，为何实际创建的工作者线程数量有时要比CreateIoCompletionPort函数设定的多一些呢？这样做有必要吗？如先前所述，这主要取决于应用程序的总体设计情况。假定我们的某个工作者线程调用了一个函数，比如Sleep或WaitForSingleObject，但却进入了暂停（锁定或挂起）状态，那么允许另一个线程代替它的位置。换言之，我们希望随时都能执行尽可能多的线程；当然，最大的线程数量是事先在CreateIoCompletionPort调用里设定好的。


这样一来，假如事先预计到自己的线程有可能暂时处于停顿状态，那么最好能够创建比CreateIoCompletionPort的NumberOfConcurrentThreads参数的值多的线程，以便到时候充分发挥系统的潜力。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。这要求我们在一个现有的完成端口上，调用CreateIoCompletionPort函数，同时为前三个参数——FileHandle，ExistingCompletionPort和CompletionKey——提供套接字的信息。其中， FileHandle参数指定一个要同完成端口关联在一起的套接字句柄。ExistingCompletionPort参数指定的是一个现有的完成端口。


CompletionKey（完成键）参数则指定要与某个特定套接字句柄关联在一起的“单句柄数据”；在这个参数中，应用程序可保存与一个套接字对应的任意类型的信息。之所以把它叫作“单句柄数据”，是由于它只对应着与那个套接字句柄关联在一起的数据。可将其作为指向一个数据结构的指针，来保存套接字句柄；在那个结构中，同时包含了套接字的句柄，以及与那个套接字有关的其他信息。
Socket编程模型之完成端口模型