完成端口模型程序设计Word下载.docx
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在服务线程中，等待完成端口重叠IO操作结果。
④总结体会与改进意见
⑤撰写实验报告
4．算法，流程图及关键代码说明
1.技术说明
I/O完成端口是一种内核对象。
利用完成端口，套接字应用程序能够管理数百上千个套接字。
应用程序创建完成端口对象后，通过指定一定数量的服务线程，为已经完成的重叠IO操作提供服务。
该模型可以达到最后的系统性能。
完成端口是一种真正意义上的异步模型。
在重叠I/O模型中，当Windows
socket应用程序在调用WSARecv函数后立即返回，线程继续运行。
另一线程在在完成端口等待操作结果，当系统接收数据完成后，会向完成端口发送通知，然后应用程序对数据进行处理。
为了将Windows打造成一个出色的服务器环境，Microsoft开发出了IO完成端口。
它需要与线程池配合使用。
服务器有两种线程模型：
串行和并发模型。
串行模型：
单个线程等待客户端请求。
当请求到来时，该线程被唤醒来处理请求。
但是当多个客户端同时向服务器发出请求时，这些请求必须依次被请求。
并发模型：
单个线程等待请求到来。
当请求到来时，会创建新线程来处理。
但是随着更多的请求到来必须创建更多的线程。
这会导致系统内核进行上下文切换花费更多的时间。
线程无法即时响应客户请求。
伴随着不断有客户端请求、退出，系统会不断新建和销毁线程，这同样会增加系统开销。
而IO完成端口却可以很好的解决以上问题。
它的目标就是实现高效服务器程序。
与重叠IO相比较
重叠IO与IO完成端口模型都是异步模型。
都可以改善程序性能。
但是它们也有以下区别：
1：
在重叠IO使用事件通知时，WSAWaitForMultipleEvents只能等待WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS（64）个事件。
这限制了服务器提供服务的客户端的数量。
事件对象、套接字和WSAOVERLAPPED结构必须一一对应关系，如果出现一点疏漏将会导致严重的后果。
创建IO完成端口
2:
将套接字与IO完成端口关联CreateIoCompletionPort（sListenSocket,hIOPort,完成键，0）;
调用此函数即告诉系统：
当IO操作完成时，想完成端口发送一个IO操作完成通知。
这些通知按照FIFO
方式在完成队列中等待服务线程读取。
在利用IO完成端口开发套接字应用程序时，通常声明一个结构体保存与套接字相关的信息。
该结构通常作为完成键传递给CreateIoCompletionPort用以区分与套接字相关的信息。
我们可以给完成键传入任何对我们有用的信息，一般情况下都是传入一个结构的地址。
3:
发起重叠IO操作
将套接字与IO完成端口关联后，应用程序可以调用以下函数，发起重叠IO操作：
WSASend和WSASendTo：
发送数据。
WSARecv和WSARecvFrom：
接收数据。
在应用程序中通常声明一个和IO操作相关的结构体，它是WSAOVERLAPPED结构的扩展。
用以保存每一次IO操作的相关信息。
4：
等待重叠IO操作结果：
服务线程启动后，调用GetQueuedCompletionStatus函数等待重叠IO操作的完成结果。
当重叠IO操作完成时，IO操作完成通知被发送到完成端口上，此时函数返回。
综上，在使用完成端口开发Windows
socket应用程序时，一般需要定义两种数据结构：
完成键和扩展的WSAOVERLAPPED结构。
完成键保存与套接字有关的信息。
在GetQueuedCompletionStatus返回时可以通过该参数获取套接字的相关信息。
这用于区分不同设备。
扩展的WSAOVERLAPPED结构，保存每次发起IO操作时IO操作相关的信息。
当GetQueuedCompletionStatus返回时通过该参数获取套接字的IO操作相关信息。
5：
取消异步操作。
当关闭套接字时，如果此时系统还有未完成的异步操作，应用程序可以调用CancelIo函数取消等待执行的异步操作。
2.流程图
3.关键代码及说明
///////////////////////////////////////////
//EventSelectServer.cpp文件
#include"
../common/initsock.h"
#include<
stdio.h>
windows.h>
EventSelectServer.h"
//初始化Winsock库
CInitSocktheSock;
intmain（）
{
USHORTnPort=4567;
//此服务器监听的端口号
//创建监听套节字
SOCKETsListen=:
:
socket（AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP）;
sockaddr_insin;
sin.sin_family=AF_INET;
sin.sin_port=htons（nPort）;
sin.sin_addr.S_un.S_addr=INADDR_ANY;
if（:
bind（sListen,（sockaddr*）&
sin,sizeof（sin））==SOCKET_ERROR）
{
printf（"
Failedbind（）\n"
）;
return-1;
}
:
listen（sListen,200）;
//创建事件对象，并关联到监听的套节字
WSAEVENTevent=:
WSACreateEvent（）;
WSAEventSelect（sListen,event,FD_ACCEPT|FD_CLOSE）;
InitializeCriticalSection（&
g_cs）;
//处理客户连接请求，打印状态信息
while（TRUE）
intnRet=:
WaitForSingleObject（event,5*1000）;
if（nRet==WAIT_FAILED）
{
printf（"
FailedWaitForSingleObject（）\n"
break;
}
elseif（nRet==WSA_WAIT_TIMEOUT）//定时显式状态信息
\n"
TatolConnections:
%d\n"
g_nTatolConnections）;
CurrentConnections:
g_nCurrentConnections）;
continue;
else//有新的连接未决
:
ResetEvent（event）;
//循环处理所有未决的连接请求
while（TRUE）
{
sockaddr_insi;
intnLen=sizeof（si）;
SOCKETsNew=:
accept（sListen,（sockaddr*）&
si,&
nLen）;
if（sNew==SOCKET_ERROR）
break;
PSOCKET_OBJpSocket=GetSocketObj（sNew）;
pSocket->
addrRemote=si;
:
WSAEventSelect（pSocket->
s,pSocket->
event,FD_READ|FD_CLOSE|FD_WRITE）;
AssignToFreeThread（pSocket）;
}
DeleteCriticalSection（&
return0;
}
//////////////////////////////////////////////////////////
//initsock.h文件
winsock2.h>
#pragmacomment（lib,"
WS2_32"
）//链接到WS2_32.lib
classCInitSock
public:
CInitSock（BYTEminorVer=2,BYTEmajorVer=2）
//初始化WS2_32.dll
WSADATAwsaData;
WORDsockVersion=MAKEWORD（minorVer,majorVer）;
if（:
WSAStartup（sockVersion,&
wsaData）!
=0）
exit（0）;
~CInitSock（）
{
:
WSACleanup（）;
};
5．调试结果
结果一：
开启EventSelectServer，会看到，当前连接，与总连接数量都为0
结果二：
开启一个Client（客户端）
结果三：
开启客户端之后，再查看服务器端，会发现，当前连接数量与总连接数量都发生了改变，此时都为1，符合实情。
结果四：
开启2个客户端即
关闭一个客户端
关闭所有客户端
6．改进意见与心得体会
通过此次实验，我们掌握了Windows
在重叠IO使用事件通知WSAWaitForMultipleEvents只能等待WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS（64）个事件。
本次实验中，我们通过一步步的实验，调试，发现问题，查找资料，发现错误，调试改进，直到最后完成整个实验，从实验中巩固学习到的知识，并将它适当运用，达成目标。
在老师的细心指导下，与同学的配合联机调试下，此次实验，圆满完成，收益良多。
7．主要参考资料
《网络应用与开发》
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