Overlapped I/O模型--完成例程

Overlapped I/O模型--完成例程

   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, 0, sizeof(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。