1.適用于除Windows CE之外的各種Windows平臺(tái).在使用這個(gè)模型之前應(yīng)該確保該系統(tǒng)安裝了Winsock2.重疊模型的基本設(shè)計(jì)原理是使用一個(gè)重疊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，一次投遞一個(gè)或多個(gè)Winsock I/O請(qǐng)求。在重疊模型中，收發(fā)數(shù)據(jù)使用WSA開頭的函數(shù)。

2.WSA_FLAG_OVERLAPPED標(biāo)志:要使用重疊模型。在創(chuàng)建套接字的時(shí)候，必須加上該標(biāo)志。
SOCKET s=WSASocket(AF_INET,SOCK_STREAM,0,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED);
假如使用的是socket函數(shù)，而非WSASocket函數(shù)，那么會(huì)默認(rèn)設(shè)置WSA_FLAG_OVERLAPPED標(biāo)志。
若隨一個(gè)WSAFLAGOVERLAPPED結(jié)構(gòu)一起調(diào)用這些以WSA開頭的函數(shù)(AcceptEx和TRansmiteFile函數(shù)例外)，函數(shù)會(huì)立即完成并返回，無論套接字是否設(shè)為阻塞模式

3.重疊模型在網(wǎng)絡(luò)事件完成后，可以有兩種方式通知應(yīng)用程序：事件通知和完成例程

3.事件通知:事件對(duì)象與WSAOVERLAPPED進(jìn)行綁定實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)事件完成后通過事件進(jìn)行通知。

4.WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu):
typedef struct WSAOverlapped
{
??? DWORD Internal;
??? DOWRD InternalHigh;
??? DWORD Offset;
??? DWORD OffsetHigh;
??? WSAEVENT hEvent;
}WSAOVERLAPPED,FAR* LPWSAOVERLAPPED;
此處，程序員可以使用的是最后一個(gè)參數(shù)hEvent，其余的不用管。通過該參數(shù)，重疊結(jié)構(gòu)可以與事件對(duì)象進(jìn)行綁定，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)事件完成后，通過事件對(duì)象進(jìn)行通知應(yīng)用程序。事件對(duì)象通知方式是通過創(chuàng)建一個(gè)事件對(duì)象，把該對(duì)象賦值給重疊結(jié)構(gòu)的hEvent參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)綁定。在此再次提醒大家注意：WSAWaitForMultipleEvents函數(shù)一次最多只能等待64個(gè)事件對(duì)象。

5.WSAGetOverlappedResult函數(shù):重疊請(qǐng)求完成后，接著需要調(diào)用WSAGetOverlappedResult（取得重疊結(jié)構(gòu)）函數(shù)，判斷那個(gè)重疊調(diào)用到底是成功，還是失敗.
BOOL WSAGetOverlappedResult(
??? SOCKET s,//套接字
??? LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped,//重疊結(jié)構(gòu)
??? LPDWORD lpcbTransfer,//對(duì)應(yīng)一個(gè)DWORD（雙字節(jié)）變量，一次重疊實(shí)際傳輸(接收或者發(fā)送)的字節(jié)數(shù)
??? BOOL fWait,//參數(shù)用于決定函數(shù)是否應(yīng)該等待一次重疊操作完成。
??? LPWORD lpdwFlags
??? );
重疊操作完成，函數(shù)返回TRUE,否則，返回FALSE。返回FALSE通常都是有一下幾種情況造成的.
(1)重疊I/O操作仍處在未完成狀態(tài)
(2)重疊操作已經(jīng)完成，但含有錯(cuò)誤
(3)重疊操作的完成狀態(tài)不可判決，因?yàn)樵谔峁┙o函數(shù)WSAGetOverlappedResult的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)中，存在著錯(cuò)誤。
失敗后，由lpcbTransfer參數(shù)指向的值不會(huì)進(jìn)行更新，而且我們的應(yīng)用程序應(yīng)調(diào)用WSAGetLastError函數(shù)


6.基于事件通知的重疊模型編程步驟如下:
(1) 創(chuàng)建一個(gè)套接字,綁定本機(jī)端口，在指定的端口上監(jiān)聽連接請(qǐng)求。
(2)接受連接請(qǐng)求。
(3)為接受的套接字新建一個(gè)WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)，并為該結(jié)構(gòu)分配一個(gè)事件對(duì)象句柄。也將事件對(duì)象句柄分配給一個(gè)事件數(shù)組，以便稍后由函數(shù)WSAWaitForMultipleEvents使用。
(4)在套接字上投遞一個(gè)異步WSARecv請(qǐng)求，指定參數(shù)為WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)。注意函數(shù)通常會(huì)以失敗告終，返回SOCKETERROR錯(cuò)誤狀態(tài)WSAIOPENDING（I/O操作尚未完成）。
(5)使用步驟3)的事件數(shù)組，調(diào)用WSAWaitForMultipleEvents函數(shù)，并等待與重疊調(diào)用關(guān)聯(lián)在一起的事件進(jìn)入“已傳信”狀態(tài)（換言之，等待那個(gè)事件的“觸發(fā)”）。
(6)WSAWaitForMultipleEvents函數(shù)完成后，針對(duì)事件數(shù)組，調(diào)用WSAResetEvent（重設(shè)事件）函數(shù)，從而重設(shè)事件對(duì)象，并對(duì)完成的重疊請(qǐng)求進(jìn)行處理。
(7)使用WSAGetOverlappedResult函數(shù)，判斷重疊調(diào)用的返回狀態(tài)是什么。
(8)在套接字上投遞另一個(gè)重疊WSARecv請(qǐng)求。
(9)重復(fù)步驟5 ) ~ 8 )。

示例代碼:

1 void main(void) 2 { 3 WSABUF databuf; 4 DWORD eventTotal=0; 5 WSAEVENT eventArray[WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS]; 6 WSAOVERLAPPED acceptOverlapped; 7 SOCKET listensock,acceptsock; 8 9 10 //初始化工作和一般socket通信相同 11 ... 12 13 //接收連接 14 acceptsock=accept(listensock,NULL,NULL); 15 16 //創(chuàng)建事件，綁定事件對(duì)象與重疊結(jié)構(gòu) 17 eventArray[eventTotal]=WSACreateEvent(); 18 ZeroMemory(&acceptOverlapped,sizeof(WSAOVERLAPPED)); 19 acceptOverlapped.hEvent=eventArray[eventTotal]; 20 21 //數(shù)據(jù)緩沖區(qū)初始化 22 databuf.len=DATA_BUFSIZE; 23 databuf.buf=buffer; 24 25 eventTotal++; 26 27 //投遞接收請(qǐng)求 28 WSARecv(acceptsock,&databuf,1,&recvBytes,&flags,&acceptOverlapped,NULL); 29 30 while(1) 31 { 32 //監(jiān)視事件對(duì)象狀態(tài) 33 index=WSAWaitForMultipleEvents(eventTotal,eventArray,FALSE,WSA_INFINITE,FALSE); 34 35 //人工充值事件 36 WSAResetEvent(eventArray[eventTotal-WSA_WAIT_EVENT_0]); 37 38 //獲取I/O操作的完成情況 39 WSAGetOverlappedResult(acceptsock,&acceptOverlapped,&bytesTransferred,FALSE,&flag); 40 41 if(bytesTransferred==0) 42 { 43 closesocket(acceptsock); 44 WSACloseEvent(eventArray[eventTotal-WSA_WAIT_EVENT_0]); 45 return; 46 } 47 48 //處理接收過來的數(shù)據(jù) 49 ... 50 51 //再再次發(fā)送一個(gè)WSARecv請(qǐng)求 52 flag=0; 53 ZeroMemory(&acceptOverlapped,sizeof(WSAOVERLAPPED)); 54 55 databuf.LEN=DATA_BUFSIZE; 56 databuf.buf=buf; 57 WSARecv(acceptsock,&databuf,1,&recvbytes,&flag,&acceptOverlapped,NULL); 58 } 59 60 } View Code

注意:對(duì)于接受客戶端連接的函數(shù)，還有一個(gè)AcceptEx函數(shù)，不過這個(gè)函數(shù)太過麻煩且對(duì)性能的提升沒有太大的作用，暫時(shí)不打算學(xué)習(xí)

?

接下來學(xué)習(xí)基于完成例程的重疊IO模型:

7.基于完成例程的重疊模型的實(shí)現(xiàn):
完成例程也就是回調(diào)函數(shù)。這種方式，就是設(shè)置一個(gè)回調(diào)函數(shù)，I/O請(qǐng)求完成后，自動(dòng)調(diào)用回調(diào)函數(shù)即可。如果希望用完成例程為重疊I/O請(qǐng)求提供服務(wù)，在我們的應(yīng)用程序中，必須為指定一個(gè)完成例程(回調(diào)函數(shù))，同時(shí)指定一個(gè)WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)。一個(gè)完成例程(回調(diào)函數(shù))必須擁有下述函數(shù)原型：

1 void CALLBACK CompletionROUTINE( 2 DWORD dwError,//表明一個(gè)重疊操作的完成狀態(tài)是什么 3 DWORD cdTransferred,//參數(shù)指定了在重疊操作期間，實(shí)際傳輸?shù)淖止?jié)量是多大 4 LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped,//重疊結(jié)構(gòu) 5 DWORD dwFlags//目前尚未使用，應(yīng)設(shè)為0 6 ); View Code

8.基于完成例程和基于事件對(duì)象兩種重疊模型之間的差異:在使用完成重疊模型時(shí)，WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)的事件字段hEvent并未使用；也就是說，我們不可將一個(gè)事件對(duì)象同重疊請(qǐng)求關(guān)聯(lián)到一起。用完成例程發(fā)出了一個(gè)重疊I/O請(qǐng)求之后，作為我們的調(diào)用線程，一旦完成，它最終必須為完成例程提供服務(wù)。這樣一來，便要求我們將自己的調(diào)用線程置于一種“可警告的等待狀態(tài)”。并在I/O操作完成后，對(duì)完成例程加以處理。WSAWaitForMultipleEvents函數(shù)可用來將我們的線程置于一種可警告的等待狀態(tài)。這樣做的缺點(diǎn)在于，我們還必須有一個(gè)事件對(duì)象可用于WSAWaitForMultipleEvents函數(shù)。假定應(yīng)用程序只用完成例程對(duì)重疊請(qǐng)求進(jìn)行處理，便不可能有任何事件對(duì)象需要處理。作為一種變通方法，我們的應(yīng)用程序可用Win32的SleepEx函數(shù)將自己的線程置為一種可警告等待狀態(tài)。當(dāng)然，亦可創(chuàng)建一個(gè)偽事件對(duì)象，不將它與任何東西關(guān)聯(lián)在一起。假如調(diào)用線程經(jīng)常處于繁忙狀態(tài)，而且并不處在一種可警告的等待狀態(tài)，那么根本不會(huì)有投遞的完成例
程會(huì)得到調(diào)用。
SleepEx函數(shù)的行為實(shí)際上和WSAWaitForMultipleEvents差不多，只是它不需要任何事件對(duì)象。
9.SleepEx函數(shù):

1 DWORD SleepEx( 2 DWORD dwMillisecond,//等待時(shí)間 3 BOOL bAlertable,//指定完成例程的執(zhí)行方式 4 ) View Code

第二個(gè)參數(shù)是否置于警覺狀態(tài)，如果為FALSE，則一定要等待超時(shí)時(shí)間完畢之后才會(huì)返回，這里我們是希望重疊操作一完成就能返回，所以我們要設(shè)置為TRUE

10.window下，管理重疊io有三種方式:基于事件的重疊io模型，基于完成例程的重疊io模型，完成端口模型，相比之下，在性能方面前兩種方式?jīng)]有區(qū)別，第三種完成端口模型性能最優(yōu)。因?yàn)榍皟煞N都需要自己來管理任務(wù)的分派，而完成端口是操作系統(tǒng)來管理任務(wù)的分派。雖然第一二中Io模型在性能上沒有區(qū)別。但是，基于事件的重疊io模型要受到最多64個(gè)等待事件的限制。完成例程則沒有這種限制。
11.完成歷程的基本原理：在基于事件的重疊io模型中，io操作完成后，系統(tǒng)會(huì)以事件的方式通知應(yīng)用程序。而對(duì)于完成例程來說，系統(tǒng)會(huì)在io操作完成后，直接調(diào)用應(yīng)用程序提供的回調(diào)函數(shù)。區(qū)別也就僅此而已。對(duì)于完成例程，我們可以用一種非常形象的話來進(jìn)行表述:完成例程的處理過程，也就像我們告訴系統(tǒng)，說“我想要在網(wǎng)絡(luò)上接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，你去幫我辦一下”（投遞WSARecv操作），“不過我并不知道網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)合適到達(dá)，總之在接收到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)之后，你直接就調(diào)用我給你的這個(gè)函數(shù)(比如_CompletionProess)，把他們保存到內(nèi)存中或是顯示到界面中等等，全權(quán)交給你處理了”，于是乎，系統(tǒng)在接收到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)之后，一方面系統(tǒng)會(huì)給我們一個(gè)通知，另外同時(shí)系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)調(diào)用我們事先準(zhǔn)備好的回調(diào)函數(shù)，就不需要我們自己操心了。
12.完成例程的函數(shù)基本上和基于事件的io模型的函數(shù)是相同的。只是在這里我們需要添加一個(gè)回調(diào)函數(shù)。回調(diào)函數(shù)原型如下：（函數(shù)名字隨便起，但是參數(shù)類型不能錯(cuò)）：

1 Void CALLBACK _CompletionRoutineFunc( 2 DWORD dwError, // 標(biāo)志咱們投遞的重疊操作，比如WSARecv，完成的狀態(tài)是什么 3 DWORD cbTransferred, // 指明了在重疊操作期間，實(shí)際傳輸?shù)淖止?jié)量是多大 4 LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped, // 參數(shù)指明傳遞到最初的IO調(diào)用內(nèi)的一個(gè)重疊結(jié)構(gòu) 5 DWORD dwFlags // 返回操作結(jié)束時(shí)可能用的標(biāo)志(一般沒用) 6 7 ); View Code

13.定義了回調(diào)函數(shù)之后，還需要把回調(diào)函數(shù)與系統(tǒng)綁定之后，網(wǎng)絡(luò)操作完成后才會(huì)自動(dòng)調(diào)用回調(diào)函數(shù)。例如WSARecv綁定過程如下：

1 int WSARecv( 2 SOCKET s, // 當(dāng)然是投遞這個(gè)操作的套接字 3 LPWSABUF lpBuffers, // 接收緩沖區(qū)，與Recv函數(shù)不同，這里需要一個(gè)由WSABUF結(jié)構(gòu)構(gòu)成的數(shù)組 4 DWORD dwBufferCount, // 數(shù)組中WSABUF結(jié)構(gòu)的數(shù)量，設(shè)置為1即可 5 LPDWORD lpNumberOfBytesRecvd,//所接收到的字節(jié)數(shù) 6 LPDWORD lpFlags, // 說來話長(zhǎng)了，我們這里設(shè)置為0 即可 7 LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped, // “綁定”的重疊結(jié)構(gòu) 8 LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE lpCompletionRoutine //回調(diào)函數(shù)的指針 9 ); View Code

??? //注意：綁定動(dòng)作就是通過填充最后一個(gè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。
14.完成例程的實(shí)現(xiàn)步驟:
(1)創(chuàng)建一個(gè)套接字，開始在指定的端口上監(jiān)聽連接請(qǐng)求
(2)接收連接請(qǐng)求即調(diào)用accept函數(shù)，生成一個(gè)新的socket套接字
(3)準(zhǔn)備重疊結(jié)構(gòu)：需要注意的是，一個(gè)套接字對(duì)應(yīng)一個(gè)或者多個(gè)io請(qǐng)求，一個(gè)io請(qǐng)求對(duì)應(yīng)一個(gè)重疊結(jié)構(gòu)
??? WSAOVERLAPPED AcceptOverlapped； ?
??? ZeroMemory(&AcceptOverlapped, sizeof(WSAOVERLAPPED));????? // 置零
(4)投遞io請(qǐng)求（此處為WSARecv請(qǐng)求），使用重疊結(jié)構(gòu)，回調(diào)函數(shù)填充參數(shù):
??? WSARecv(AcceptSocket,&DataBuf,1,&dwRecvBytes, &Flags,&AcceptOverlapped,_CompletionRoutine)
(5)重疊操作綁定完成后，接下來就是等待io請(qǐng)求的完成結(jié)果。有兩種方式可以實(shí)現(xiàn)：調(diào)用WSAWaitForMultipleEvents函數(shù)或者SleepEx函數(shù)。

1 通過WaitForMultipleEvents函數(shù)等待 2 WSAEVENT EventArray[1]; 3 EventArray[0] = WSACreateEvent();// 建立一個(gè)事件 4 // 然后就等待重疊請(qǐng)求完成就可以了，注意保存返回值，這個(gè)很重要 5 DWORD dwIndex = WSAWaitForMultipleEvents(1,EventArray,FALSE,WSA_INFINITE,TRUE);//注意fAlertable 參數(shù)即該函數(shù)最后 一個(gè)參數(shù)一定要設(shè)置為 TRUE 6 通過SleepEx函數(shù)進(jìn)行等待，效果是一樣的： 7 DWORD SleepEx(DWORD dwMilliseconds, // 等待的超時(shí)時(shí)間，如果設(shè)置為INFINITE就會(huì)一直等待下去 8 BOOL bAlertable // 是否置于警覺狀態(tài)，如果為FALSE，則一定要等待超時(shí)時(shí)間完畢之后才會(huì)返回，這里我們是希望重疊操作一完成就能返回，所以同(1)一樣，我們一定要設(shè)置為TRUE 9 ); View Code

(6)通過等待函數(shù)的返回值取得io請(qǐng)求的結(jié)果:在等待函數(shù)中，正常情況下，在操作完成之后，應(yīng)該是返回WAIT_IO_COMPLETION，如果返回的是 WAIT_TIMEOUT，則表示等待設(shè)置的超時(shí)時(shí)間到了，但是重疊操作依舊沒有完成，應(yīng)該通過循環(huán)再繼續(xù)等待。如果是其他返回值，那就壞事了，說明網(wǎng)絡(luò)通信出現(xiàn)了其他異常，程序就可以報(bào)錯(cuò)退出了

1 if(dwIndex == WAIT_IO_COMPLETION) 2 { 3 TRACE("重疊操作完成.../n"); 4 } 5 else if( dwIndex==WAIT_TIMEOUT ) 6 { 7 TRACE(“超時(shí)了，繼續(xù)調(diào)用等待函數(shù)”); 8 } 9 else 10 { 11 TRACE(“廢了…”); 12 } View Code

(7)投遞下一個(gè)io請(qǐng)求，重復(fù)4-7
15.讀取io請(qǐng)求的最終結(jié)果數(shù)據(jù)：在WSARecv調(diào)用的時(shí)候，是傳遞了一個(gè)WSABUF的變量的，用于保存網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，而在我們寫的完成例程回調(diào)函數(shù)里面，就可以取到客戶端傳送來的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)了。因?yàn)橄到y(tǒng)在調(diào)用我們完成例程函數(shù)的時(shí)候，其實(shí)網(wǎng)絡(luò)操作已經(jīng)完成了，WSABUF里面已經(jīng)有我們需要的數(shù)據(jù)了，只是通過完成例程來進(jìn)行后期的處理
示例代碼:

1 //完成例程實(shí)現(xiàn)重疊io模型偽代碼 2 SOCKET acceptSock; 3 WSABUF dataBuf; 4 5 void main() 6 { 7 WSAOVERLAPPED overlapped; 8 //1.初始化 9 //... 10 11 //2.接收連接請(qǐng)求 12 acceptSock=accept(listenSock,NULL,NULL); 13 14 //3.初始化重疊結(jié)構(gòu) 15 UINT flag=0; 16 ZeroMemory(&overlapped,sizeof(WSAOVERLAPPED)); 17 dataBuf.len=DATA_BUFSIZE; 18 dataBuf.buf=buf; 19 20 if (WSARecv(acceptSock,&dataBuf,1,&recvBytes,&flag,&overlapped,workroutine)==SOCKET_ERROR)//最后一個(gè)參數(shù)時(shí)回調(diào)函數(shù)地址 21 { 22 if(WSAGetLastError()!=WSA_IO_PENDING) 23 { 24 printf("WSARecv() failed with error %d\n",WSAGetLastError()); 25 return; 26 } 27 } 28 29 //創(chuàng)建事件 30 eventArray[0]=WSACreateEvent(); 31 while (true) 32 { 33 int index=WSAWaitForMultipleEvents(1,eventArray,FALSE,WSA_INFINITE,TRUE);//最后一個(gè)參數(shù)最好為true 34 if (index==WAIT_IO_COMPLETION)//io請(qǐng)求完成 35 { 36 break; 37 } 38 else//io請(qǐng)求出錯(cuò) 39 { 40 return; 41 } 42 } 43 //調(diào)用回調(diào)函開始進(jìn)行處理 44 } 45 46 void CALLBACK WorkRoutine(DWORD error,DWORD bytesTransferred,LPWSAOVERLAPPED overlapped,DWORD inflag) 47 { 48 DWORD sendBytes,recvBytes; 49 DWORD flags; 50 51 if(error!=0||bytesTransferred==0) 52 { 53 closesocket(acceptSock); 54 return; 55 } 56 57 flags=0; 58 59 ZeroMemory(&overlapped,sizeof(WSAOVERLAPPED)); 60 dataBuf.len=DATA_BUFSIZE; 61 dataBuf.data=buf; 62 63 if (WSARecv(acceptSock,&dataBuf,1,&recvBytes,&flag,&overlapped,workroutine)==SOCKET_ERROR)//最后一個(gè)參數(shù)時(shí)回調(diào)函數(shù)地址 64 { 65 if(WSAGetLastError()!=WSA_IO_PENDING) 66 { 67 printf("WSARecv() failed with error %d\n",WSAGetLastError()); 68 return; 69 } 70 } 71 } View Code

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的四.Windows I/O模型之重叠IO(overlapped)模型的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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