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 重叠I/O也是一种异步I/O,同样也支持Win32的其它对象,当然在Winsock中可以发挥很大的作用。使用Overlapped开发支持一定数量的Socket的应用,效率是相当很高的。但就我个人的观点,在Win32下做网络应用的开发,如果要支持100个以上的Socket的话,还是考虑Completion Port I/O。要求支持Socket最好是100个以下,我是基于这样考虑的:Overlapped是通过多线程支持多Socket的,如果开辟的线程太多的话,势必影响了系统的性能;Completion Port I/O可以更好支持大量的客户端。这两种在Windows下具有高效率的I/O都不支持Windows CE及其它平台。我在这里说一下在开发网络应用时什么时候用Overlapped I/O 模型:准备在Win98和以上版本或WinNT3.1和以上版本做开发,且要求支持Socket最好在100个以下。另外在串口开发中,考虑效率问题,有很多地方用到了Overlapped I/O。
         Overlapped I/O主要涉及一个数据结构Overlapped(Winsock中是WSAOverlapped)和一个函数WSAGetOverlappedResult(..)。
         Overlapped I/O执行步骤很清晰,只要下面三步:
         (1) 应用先通过WSASend或WSARecv(不知道有没有其它的请求,我只用过这两个函数),注意要向两者转入WSAOverlapped参数,
表示,执行的是Overlapped操作;
         (2)在一个循环中,调用GetOverlappedResult(..)等待操作完成,GetOverlappedResult返回时,进行相应的处理,如处理数据;
         (3) 最后,还在(2)循环中,发送另外一个请求(WSASend或WSARecv),重复处理(2)、(3)两步。
        第一步中执行WSASend或WSARecv时,函数立即返回,得到SOCKET_ERROR信息且此时WSAGetErrorLast返回WSA_IO_PENDING,说明调用已成功,Winsock正在处理WSASend或WSARecv的请求。个人认为Winsock在内部开辟了新的线程处理,应用程序不用管理多线程,达到异步的目的,有利于性能的提高。WSASend或WSARecv也可能返回"0",表示立即成功,这时,应用还是可以在WSAGetOverlappedResult()处等待,处理过程与上面是一样的;也就是说我们不须要马上在WSASend或WSARecv进行相关的处理。
        WSAGetOverlappedResult返回FASLE且WSAGetLastError返回WSA_IO_INCOMPLETE,表示处理正在进行中。   

        下面我给出支持单个Socket及支持多个Socket的Console程序代码。先来看看支持单个Socket的程序,考虑到代码简洁性,只给一个框架,同时不进行出错处理。
int main()
{
          WSAOVERLAPPED     Overlapped;
                  
          // 启动Winsock及建立监听套接字
           listen(hListenSocket,  5);
       
           hClientSocket   =   accept(hListenSocket,   NULL,   NULL);
           ZeroMemory(&Overlapped,   sizeof(WSAOVERLAPPED));
           
           nResult   =   WSARecv(...);    // 发出请求
        
          for (; ;)
          {
                   bResult   =   WSAGetOverlappedResult(...);
                   // 函数返回后进行相应的处理
                   nResult   =   WSARecv(...);  // 发出另外一个请求
          }
}
        上面的程序只是想说明一下过程,程序没有实现什么功能。这样做的目的是节约字数,用来说明我下面支持多个Socket的Console应用。请继续看。
        先看一个自定义的结构体,单句柄数据结构,通过该结构,主线程与某个特定的子线程中的套接字相互联系。
         typedef   struct    _PER_HANDLE_DATA
         {
                   SOCKET   hSocket;     // 主键:通信套接字
                  char    szClientIP[16];// 自定义字段:客户端地址
                  int nOperateType;   // 自定义字段:操作类型
          }PER_HANDLE_DATA,   FAR*  LPPER_HANDLE_DATA;
         在上面的结构中还可以加入自己需要的字段。在我下面的例子程序中,szClientIP是用来保存连接上来的客户端的IP的,这样在主线程将这个结构体传给子线程后,在子线程中根据客户端IP就知道目前处理的是哪个客户端了。下面是程序的大部分,同样除去一些简单的出错输出。
#define     LISTEN_PORT 5000
#define     DATA_BUFSIZE 8192
#define     POST_RECV 0X01   
#define     POST_SEND 0X02

int   main(  )
{
           LPPER_HANDLE_DATA    lpPerHandleData;
           SOCKET               hListenSocket;
           SOCKET               hClientSocket;
           SOCKADDR_IN          ClientAddr;
           int                  nAddrLen;
           HANDLE               hThread; 

          // Start WinSock and create a listen socket.

          listen(hListenSocket,  5); 
          for (; ;)
         {
                  nAddrLen  =  sizeof(SOCKADDR);
                  hClientSocket  =  accept(hListenSocket,  (LPSOCKADDR)&ClientAddr,  &nAddrLen);

                  lpPerHandleData = (LPPER_HANDLE_DATA)malloc(sizeof(PER_HANDLE_DATA));
                  lpPerHandleData->hSocket  =  hClientSocket;
                  // 注意这里将连接的客户端的IP地址,保存到了lpPerHandleData字段中了
                 strcpy(lpPerHandleData->szClientIP,   inet_ntoa(ClientAddr.sin_addr));

                 // 为本次客户请求产生子线程
                 hThread = CreateThread(
                           NULL,
                           0,
                           OverlappedThread,
                           lpPerHandleData,   // 将lpPerHandleData传给子线程
                           0,
                           NULL
                  );
                 CloseHandle(hThread);
         }   
 return 0;
}

DWORD   WINAPI   OverlappedThread(LPVOID    lpParam)
{
            LPPER_HANDLE_DATA     lpPerHandleData   =   (LPPER_HANDLE_DATA)lpParam;
            WSAOVERLAPPED Overlapped;
            WSABUF        wsaBuf;
            char          Buffer[DATA_BUFSIZE];
            BOOL          bResult;
            int           nResult;
   
            ZeroMemory(&Overlapped, sizeof(WSAOVERLAPPED));
            wsaBuf.buf = Buffer;
            wsaBuf.len = sizeof(Buffer);
            lpPerHandleData->nOperateType = POST_RECV;     // 记录本次操作是Recv(..)

            dwFlags = 0;
            nResult = WSARecv(
                      lpPerHandleData->hSocket,   // Receive socket
                      &wsaBuf,                                  // 指向WSABUF结构的指针
                      1,                                                 // WSABUF数组的个数
                      &dwNumOfBytesRecved,      // 存放当WSARecv完成后所接收到的字节数
                      &dwFlags,                                 // A pointer to flags
                      &Overlapped,                           // A pointer to a WSAOVERLAPPED structure
                      NULL                                         // A pointer to the completion routine,this is NULL
           );
          if   ( nResult   ==   SOCKET_ERROR     &&   GetLastError() !=       WSA_IO_PENDING)
          {
                 printf("WSARecv(..) failed.\n");
                 free(lpPerHandleData);
                 return 1;
          }

         while (TRUE)
         {
                 bResult  =  WSAGetOverlappedResult(
                        lpPerHandleData->hSocket,  
                        &Overlapped,           
                        &dwBytesTransferred,       // 当一个同步I/O完成后,接收到的字节数
                       TRUE,                      // 等待I/O操作的完成
                       &dwFlags                   
                 );
                if   (bResult  ==  FALSE  &&  WSAGetLastError()  !=  WSA_IO_INCOMPLETE)
               {
                         printf("WSAGetOverlappdResult(..) failed.\n");
                         free(lpPerHandleData);
                         return 1;   // 错误退出
                }
        
                if  (dwBytesTransferred == 0)
                {
                           printf("客户端已退出,将断开与之的连接!\n");
                           closesocket(lpPerHandleData->hSocket);
                           free(lpPerHandleData);
                           break;
                }

                 // 在这里将接收到的数据进行处理
               printf("Received from IP: %s.\ndata: %s\n", lpPerHandleData->szClientIP, wsaBuf.buf);    

               // 发送另外一个请求操作
               ZeroMemory(&Overlapped, sizeof(WSAOVERLAPPED));
               lpPerHandleData->nOperateType = POST_RECV;

               dwFlags = 0;
                nResult = WSARecv(...);
                if (...)
{}

         }

         return 0;
}
         程序结构比较清晰,lpPerHandleData是主线程与子线程联系的纽带,子线程是通过这个结构获得所处理客户端的情况的。在不同的应用中可以将这个结构定义成不同的形式,以符合所实现应用的需要。注意结构体的nOperateType在GetOverlappedResult返回时用到,可以根据这个字段确定我们下一步的操作。请朋友们多提意见了。

posted on 2007-04-10 18:06 jay 阅读(3102) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: socket

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