完成端口中的單句柄數據結構與單IO數據結構的理解與設計

完成端口中的單句柄數據結構與單IO數據結構的理解與設計 　　完成端口模型，針對於WIN平臺的其它異步網絡模型而言，最大的好處，除了性能方面的卓越外，還在於完成端口在傳遞網絡事件的通知時，能夠一併傳遞與此事件相關的應用層數據。這個應用層數據，體如今兩個方面：一是單句柄數據，二是單IO數據。 　　GetQueuedCompletionStatus函數的原型以下： 　　WINBASEAPI 　　BOOL 　　WINAPI 　　GetQueuedCompletionStatus(     　　IN  HANDLE CompletionPort,    　　 OUT LPDWORD lpNumberOfBytesTransferred,     　　OUT PULONG_PTR lpCompletionKey,     　　OUT LPOVERLAPPED *lpOverlapped,     　　IN  DWORD dwMilliseconds     　); 　　其中，咱們把第三個參數lpCompletionKey稱爲完成鍵，由它傳遞的數據稱爲單句柄數據。咱們把第四個參數lpOverlapped稱爲重疊結構體，由它傳遞的數據稱爲單IO數據。 　　以字面的意思來理解，lpCompletionKey內包容的東西應該是與各個socket一一對應的，而lpOverlapped是與每一次的wsarecv或wsasend操做一一對應的。 　　在網絡模型的常見設計中，當一個客戶端鏈接到服務器後，服務器會經過accept或AcceptEx建立一個socket，而應用層爲了保存與此socket相關的其它信息（好比：該socket所對應的sockaddr_in結構體數據，該結構體內含客戶端IP等信息，以及爲便於客戶端的邏輯包整理而準備的數據整理緩衝區等），每每須要建立一個與該socket一一對應的客戶端底層通訊對象，這個對象能夠負責保存僅在網絡層須要處理的數據成員和方法，而後咱們須要將此客戶端底層通訊對象放入一個相似於list或map的容器中，待到須要使用的時候，使用容器的查找算法根據socket值找到它所對應的對象而後進行咱們所須要的操做。 　　讓人很是高興的是，完成端口「體貼入微」，它已經幫咱們在每次的完成事件通知時，稍帶着把該socket所對應的底層通訊對象的指針送給了咱們，這個指針就是lpCompletionKey。也就是說，當咱們從GetQueuedCompletionStatus函數取得一個數據接收完成的通知，須要將這次收到的數據放到該socket所對應的通訊對象整理緩衝區內對數據進行整理時，咱們已經不須要去執行list或map等的查找算法，而是能夠直接定位這個對象了，當客戶端鏈接量很大時，頻繁查表仍是很影響效率的。哇哦，太帥了，不是嗎？呵呵。 　　基於以上的認識，咱們的lpCompletionKey對象能夠設計以下： 　　typedef struct PER_HANDLE_DATA 　　{ 　　　　SOCKET socket;　　　　　　　　　　   //本結構體對應的socket值 　　　　sockaddr_in addr;　　　　　　　　　　//用於存放客戶端IP等信息 　　　　char DataBuf[ 2*MAX_BUFFER_SIZE ];　　//整理緩衝區,用於存放每次整理時的數據 　　} 　　PER_HANDLE_DATA與socket的綁定，經過CreateIOCompletionPort完成，將該結構體地址做爲該函數的第三個參數傳入便可。而PER_HANDLE_DATA結構體中addr成員，是在accept執行成功後進行賦值的。DataBuf則能夠在每次WSARecv操做完成，須要整理緩衝區數據時使用。 　　下面咱們再來看看完成端口的收、發操做中所使用到的重疊結構體OVERLAPPED。 　　關於重疊IO的知識，請自行GOOGLE相關資料。簡單地說，OVERLAPPED是應用層與核心層交互共享的數據單元，若是要執行一個重疊IO操做，必須帶有OVERLAPPED結構。在完成端口中，它容許應用層對OVERLAPPED結構進行擴展和自定義，容許應用層根據本身的須要在OVERLAPPED的基礎上造成新的擴展OVERLAPPED結構。通常地，擴展的OVERLAPPED結構中，要求放在第一個的數據成員是原OVERLAPPED結構。咱們能夠形如如下方式定義本身的擴展OVERLAPPED結構： 　　typedef struct PER_IO_DATA 　　{ 　　　　OVERLAPPED ovl; 　　　　WSABUF           buf; 　　　　char                    RecvDataBuf[ MAX_BUFFER_SIZE ];   //接收緩衝區 　　　　char                    SendDataBuf[ MAX_BUFFER_SIZE ];   //發送緩衝區 　　　　OpType              opType;                                                       //操做類型：發送、接收或關閉等 　　} 　　 　　在執行WSASend和WSARecv操做時，應用層會將擴展OVERLAPPED結構的地址傳給核心，核心完成相應的操做後，仍然經過原有的這個結構傳遞操做結果，好比「接收」操做完成後，RecvDataBuf裏存放即是這次接收下來的數據。 　　根據各自應用的不一樣，不一樣的完成端口設計者可能會設計出不一樣的PER_HANDLE_DATA 和PER_IO_DATA，我這裏給出的設計也只是針對本身的應用場合的，不必定就適合你。但我想，最主要的仍是要搞明白PER_HANDLE_DATA和PER_IO_DATA兩種結構體的含義、用途，以及調用流程。