Overlapped I/O模型--完成例程

帅比萌擦擦* 提交于 2020-03-19 02:54:55

   Overlapped I/O 完成例程要求用户提供一个回调函数,发生新的网络事件的时候系统将执行这个函数。 系统用WorkerRoutine函数处理接收到的数据。

 

  1 #include <WINSOCK2.H>
  2 #include <stdio.h>
  3 
  4 #define PORT    5150
  5 #define MSGSIZE 1024
  6 
  7 #pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
  8 
  9 typedef struct
 10 {
 11     WSAOVERLAPPED overlap;
 12     WSABUF        Buffer;
 13     char          szMessage[MSGSIZE];
 14     DWORD         NumberOfBytesRecvd;
 15     DWORD         Flags;
 16     SOCKET        sClient;
 17 }PER_IO_OPERATION_DATA, *LPPER_IO_OPERATION_DATA;
 18 
 19 DWORD WINAPI WorkerThread(LPVOID);
 20 
 21 void CALLBACK CompletionROUTINE(DWORD, DWORD, LPWSAOVERLAPPED, DWORD);
 22 
 23 SOCKET g_sNewClientConnection;
 24 
 25 BOOL   g_bNewConnectionArrived = FALSE;
 26 
 27 int main()
 28 {
 29     WSADATA     wsaData;
 30     SOCKET      sListen;
 31     SOCKADDR_IN local, client;
 32     DWORD       dwThreadId;
 33     int         iaddrSize = sizeof(SOCKADDR_IN);
 34     // Initialize Windows Socket library
 35     WSAStartup(0x0202&wsaData);
 36     // Create listening socket
 37     sListen = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
 38     // Bind
 39     local.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);
 40     local.sin_family = AF_INET;
 41     local.sin_port = htons(PORT);
 42     bind(sListen, (struct sockaddr *)&local, sizeof(SOCKADDR_IN));
 43     // Listen
 44     listen(sListen, 3);
 45     // Create worker thread
 46     CreateThread(NULL, 0, WorkerThread, NULL, 0&dwThreadId);
 47     while (TRUE)
 48     {
 49         // Accept a connection
 50         g_sNewClientConnection = accept(sListen, (struct sockaddr *)&client, &iaddrSize);
 51         g_bNewConnectionArrived = TRUE;
 52         printf("Accepted client:%s:%d\n", inet_ntoa(client.sin_addr), ntohs(client.sin_port));
 53     }
 54 }
 55 DWORD WINAPI WorkerThread(LPVOID lpParam)
 56 {
 57     LPPER_IO_OPERATION_DATA lpPerIOData = NULL;
 58     while (TRUE)
 59     {
 60         if (g_bNewConnectionArrived)
 61         {
 62             // Launch an asynchronous operation for new arrived connection
 63             lpPerIOData = (LPPER_IO_OPERATION_DATA)HeapAlloc(
 64                 GetProcessHeap(),HEAP_ZERO_MEMORY,sizeof(PER_IO_OPERATION_DATA));
 65 
 66             lpPerIOData->Buffer.len = MSGSIZE;
 67             lpPerIOData->Buffer.buf = lpPerIOData->szMessage;
 68             lpPerIOData->sClient = g_sNewClientConnection;
 69 
 70             WSARecv(lpPerIOData->sClient,
 71                 &lpPerIOData->Buffer,
 72                 1,
 73                 &lpPerIOData->NumberOfBytesRecvd,
 74                 &lpPerIOData->Flags,
 75                 &lpPerIOData->overlap,
 76                 CompletionROUTINE);     
 77 
 78             g_bNewConnectionArrived = FALSE;//这很重要

 79         }

Sleep()是不可唤醒的,也就是说一直睡到时间结束。
SleepEx()是可以唤醒的,可以被消息唤醒

The SleepEx function causes the current thread to enter a wait state until one of the following occurs: 

1)An I/O completion callback function is called 
2)An asynchronous procedure call (APC) is queued to the thread. 
3)The time-out interval elapses

 80         SleepEx(1000, TRUE);
 81     }
 82     return 0;
 83 }
 84 void CALLBACK CompletionROUTINE(DWORD dwError,
 85                                 DWORD cbTransferred,
 86                                 LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped,
 87                                 DWORD dwFlags)
 88 {
 89     LPPER_IO_OPERATION_DATA lpPerIOData = (LPPER_IO_OPERATION_DATA)lpOverlapped;
 90 
 91     if (dwError != 0 || cbTransferred == 0)
 92     {
 93         // Connection was closed by client
 94         closesocket(lpPerIOData->sClient);
 95         HeapFree(GetProcessHeap(), 0, lpPerIOData);
 96     }
 97     else
 98     {
 99         lpPerIOData->szMessage[cbTransferred] = '\0';
100         send(lpPerIOData->sClient, lpPerIOData->szMessage, cbTransferred, 0);
101 
102         // Launch another asynchronous operation
103         memset(&lpPerIOData->overlap, 0sizeof(WSAOVERLAPPED));
104         lpPerIOData->Buffer.len = MSGSIZE;
105         lpPerIOData->Buffer.buf = lpPerIOData->szMessage;   
106         WSARecv(lpPerIOData->sClient,
107             &lpPerIOData->Buffer,
108             1,
109             &lpPerIOData->NumberOfBytesRecvd,
110             &lpPerIOData->Flags,
111             &lpPerIOData->overlap,
112             CompletionROUTINE);
113     }
114 }

 

    用完成例程来实现重叠I/O比用事件通知简单得多。在这个模型中,主线程只用不停的接受连接即可辅助线程判断有没有新的客户端连接被建立如果有,就为那个客户端套接字激活一个异步的WSARecv操作然后调用SleepEx使线程处于一种可警告的等待状态,(按我的理解就是辅助线程主动的放弃一段时间的CPU使用权,以防止一直处于阻塞状态)以使得I/O完成后CompletionROUTINE可以被内核调用。如果辅助线程不调用SleepEx,则内核在完成一次I/O操作后,无法调用完成例程(因为完成例程的运行应该和当初激活WSARecv异步操作的代码在同一个线程之内)。当重叠IO操作完成,SleepEx会被完成的消息唤醒,从而使得辅助线程中的完成例程得到执行。

    完成例程内的实现代码比较简单,它取出接收到的数据,然后将数据原封不动的发送给客户端,最后重新激活另一个WSARecv异步操作。注
意,在这里用到了“尾随数据”。我们在调用WSARecv的时候,参数lpOverlapped实际上指向一个比它大得多的结构PER_IO_OPERATION_DATA,这个结构除了WSAOVERLAPPED以外,还被我们附加了缓冲区的结构信息,另外还包括客户端套接字等重要的信息。这样,在完成例程中通过参数lpOverlapped拿到的不仅仅是WSAOVERLAPPED结构,还有后边尾随的包含客户端套接字和接收数据缓冲区等重要信息。这样的C语言技巧在我后面介绍完成端口的时候还会使用到。

 


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