單線程實現同時監聽多個端口（windows平臺c++代碼）

前言

　　多年前開發了一套網絡庫，底層實現採用IOCP（完成端口）。該庫已在公司多個程序中應用；通過屢次修改，長時間檢驗，已經很是穩定高效。

最近把之前的代碼梳理了一下，又加進了一些新的思路。代碼結構更加合理，性能也有所提高。打算將該庫一些的知識點寫出來，以供參考。

服務端要在多個端口監聽，這種場合並很少見。但做爲一個完善的網絡庫，彷佛有必要支持此功能的。

傳統實現方法

　　若是監聽端口個數不多，也能夠採用傳統的方法。由於accept函數是阻塞的，因此要實如今n個端口監聽，就須要n個線程。若是監聽端口個數很少，這也不是多大問題。若是監聽端口多達幾十個，這種方法就有些不妥。線程也是一種資源，線程過多佔用資源會增長；也會致使系統負擔加劇。

更可行的實現方法

　　實現方法有些曲折，須要一步一步分析；基本的原理就是將socket句柄與事件（event）相關聯。Windows有相關的函數能夠對多個事件監聽，當某個事件被觸發，就知道相應的socket有事件到達。能夠對該socket作accept，由於已經肯定該socket有事件了，因此accept函數會當即返回。這樣就達到對多個端口同時監聽的目的。

1）生成socket，並與某個端口綁定

struct LISTEN_SOCKET_INFO { UINT16 listenPort; //監聽端口
    SOCKET   listenSocket;//句柄
    WSAEVENT netEvent;    //socket對應事件
}; int IocpAccept::CreateListenInfo() { //m_listListenPort存儲要監聽的端口；總個數不超過64個
    std::vector<UINT16>::iterator pos = m_listListenPort.begin(); for (;pos != m_listListenPort.end();++pos) { //生成socket
        UINT16 listenPort = *pos; LISTEN_SOCKET_INFO socketInfo; socketInfo.listenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); socketInfo.listenPort = listenPort; //綁定端口
 sockaddr_in InetAddr; InetAddr.sin_family = AF_INET; InetAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); InetAddr.sin_port = htons(listenPort); int ret = bind(socketInfo.listenSocket, (SOCKADDR *)&InetAddr, sizeof(InetAddr)); if (SOCKET_ERROR == ret) { ::closesocket(socketInfo.listenSocket); //綁定失敗
            continue; } //生成事件
        socketInfo.netEvent = WSACreateEvent(); //將socket句柄與事件關聯起來。只監視socket的accept和close消息
        ret = WSAEventSelect(socketInfo.listenSocket, socketInfo.netEvent, FD_ACCEPT | FD_CLOSE); if (SOCKET_ERROR == ret) { ::closesocket(socketInfo.listenSocket); continue; } // 啓動監聽
        ret = listen(socketInfo.listenSocket, 1000); if (SOCKET_ERROR == ret) { ::closesocket(socketInfo.listenSocket); continue; } m_listListenInfo.push_back(socketInfo); } return 0; }

該函數已將須要的數據存儲在列表m_listListenInfo中。

2）啓動監聽線程，對多個事件監聽

　　對多個事件監聽用到以下函數：

DWORD WSAAPI WSAWaitForMultipleEvents( DWORD cEvents, const WSAEVENT *lphEvents, BOOL fWaitAll, DWORD dwTimeout, BOOL fAlertable );該函數最多能夠對64個事件作跟蹤，因此一個線程最多能夠對64個端口作監聽。（同時對超過64個端口監聽的場合很是少見。本文不考慮。）

//生成事件地址指針
    int nEventTotal; WSAEVENT* pEventArray = CreateNetEventArray(&nEventTotal); if (nEventTotal == 0) return 0; assert(nEventTotal <= WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS); MSG msg; while (m_bServerStart) { // 同時對多個事件作監聽
        DWORD index = WSAWaitForMultipleEvents(nEventTotal, pEventArray, FALSE, 10000, FALSE); if (!m_bServerStart) return 0; //查看是哪一個事件觸發函數返回
        index = index - WSA_WAIT_EVENT_0; //客戶端鏈接事件
        if ((index != WSA_WAIT_FAILED) && (index != WSA_WAIT_TIMEOUT)) { //pEventArray排序與m_listListenInfo同樣，因此能夠根據index找到對應的socket。 //就是該socket致使函數返回
            LISTEN_SOCKET_INFO socketInfo = m_listListenInfo[index]; //查看具體是什麼事件致使函數返回
 WSANETWORKEVENTS NetworkEvents; WSAEnumNetworkEvents(socketInfo.listenSocket, pEventArray[index], &NetworkEvents); //若是是accept事件，說明有客戶端鏈接此端口
            if (NetworkEvents.lNetworkEvents == FD_ACCEPT && NetworkEvents.iErrorCode[FD_ACCEPT_BIT] == 0) { //這時調用accept函數，會當即返回
 AcceptListenPort(socketInfo.listenSocket, socketInfo.listenPort); } if (NetworkEvents.lNetworkEvents == FD_CLOSE && NetworkEvents.iErrorCode[FD_CLOSE_BIT] == 0) { assert(false); } } else { //由於超時等其餘緣由引發函數返回
 } }

下文accept函數調用，並不會阻塞。

UINT IocpAccept::AcceptListenPort(SOCKET hListenSocket, UINT16 nListenPort) { SOCKET hClient = 0; SOCKADDR_IN localAddr; int iaddrSize = sizeof(SOCKADDR_IN); hClient = accept(hListenSocket, (struct sockaddr *)&localAddr, &iaddrSize); if (INVALID_SOCKET == hClient) { int nAccepetError = WSAGetLastError(); if (nAccepetError == WSAECONNRESET) { return 1; } else { return 0; } } else { //獲取了一個客戶端鏈接
 OnAcceptClient(hClient, nListenPort); } return 0; }

後記：同時對多個端口作監聽，可能還有更好的方法。若是對幾百個以上端口作監聽，此方法可能就不太合適。一般狀況下，對多個端口監聽的場景比較少見，因此對更優化的處理方法也沒深究。

代碼下載地址： https://download.csdn.net/download/qq_29939347/10691921