Poedu_Windows_IOCP初窺

IOCP

IOCP是唯一一個不需要安全屬性的Windows核心對象。 這是因為IO完成端口在設計時就是隻在一個程序中使用。

原理

通常的辦法是，線程池中的工作線程的數量與CPU核心數量相同，以此來最小化線程切換代價。一個IOCP對象，在作業系統中可關聯着多個Socket和（或）檔案控制端。 IOCP對象内部有一個先進先出（FIFO）隊列，用于存放IOCP所關聯的輸入輸出端的服務請求完成消息。請求輸入輸出服務的程序不接收IO服務完成通知，而是檢查IOCP的消息隊列以确定IO請求的狀态。 （線程池中的）多個線程負責從IOCP消息隊列中取走完成通知并執行資料處理；如果隊列中沒有消息，那麼線程阻塞挂起在該隊列。這些現成進而實作了負載均衡。

引自維基百科

IOCP是Windows提供給我們的一整套的東西（工具庫）

1.建立一個隊列（一個完成端口會建立一個）

包含了裝置

可以有多個裝置對應一個完成端口

2.裝置操作的隊列

對我裝置進行挨個的操作

3.線程池

多個線程

建立一個完成端口

使用CreateIoCompletionPort

原型

HANDLE WINAPI CreateIoCompletionPort( _In_ HANDLE FileHandle, // 裝置核心對象 _In_opt_ HANDLE ExistingCompletionPort, // 已存在的完成端口 _In_ ULONG_PTR CompletionKey, // 完成端口的一個Key值，我們可以通過define進行一個設定 _In_ DWORD NumberOfConcurrentThreads // 建立多少個線程，預設值為0, 表示一個核心對應一個線程, 也就是說, 8核心就是8線程, 4核心就是4線程，不建議設定為100個這樣的數量，線程切換會消耗資源 );

如果是8核，實際的實體線程就是8個，可以設定為100個線程，但是它隻是做了一個線程模拟，因為它真正隻能做到8個線程

兩種建立方式：

1.先建立一個端口，再打開檔案，再進行端口與裝置的綁定

//建立一個端口 HANDLE hIOCP = CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, 0, 0); //打開一個檔案 HANDLE hFile = CreateFile(TEXT("Demo.txt"), GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ, NULL, OPEN_ALWAYS, FILE_FLAG_OVERLAPPED, NULL); if (hFile != INVALID_HANDLE_VALUE) { // 綁定裝置和端口 CreateIoCompletionPort(hFile, hIOCP, //指定端口 IOCP_KEY_READ, 0); OVERLAPPED oRead = {0}; oRead.Offset = 0; DWORD dwNumberOfBytesTransferred = 100; } else { // GetLastError() }

2.建立一個與指定檔案綁定的端口

HANDLE hIOCP = CreateIoCompletionPort( hFile, NULL, IOCP_KEY_READ, 0);

同樣也是要拿到檔案句柄，隻是少了一個建立自由端口的步驟，直接與檔案進行綁定了而已

插入一個請求

PostQueuedCompletionStatus

原型

BOOL WINAPI PostQueuedCompletionStatus( _In_ HANDLE CompletionPort, // 完成端口 _In_ DWORD dwNumberOfBytesTransferred, // 傳輸的資料長度, 用于GetQueuedCompletionStatus擷取的時候 _In_ ULONG_PTR dwCompletionKey, // IO完成端口的KEY _In_opt_ LPOVERLAPPED lpOverlapped // OVERLAPPED結構體指針 );

從指定的IO完成端口取資料

GetQueuedCompletionStatus

原型:

BOOL WINAPI GetQueuedCompletionStatus( _In_ HANDLE CompletionPort, // IO完成端口 _Out_ LPDWORD lpNumberOfBytes, // 取出的資料數的指針 _Out_ PULONG_PTR lpCompletionKey, // IO完成端口的KEY _Out_ LPOVERLAPPED *lpOverlapped, // 指向OVERLAPPED結構體指針的指針 _In_ DWORD dwMilliseconds // 等待的毫秒數 );

注意：

如果沒有完成資料包隊列, 該功能将等待與完成端口關聯的待處理的IO操作完成.

如果在指定時間内沒有出現完成資料包, 則函數逾時, 傳回FALSE, 并将 *lpOverlapped 設定為NULL

如果dwMilliseconds是INFINITE, 則該函數永遠不會逾時

如果dwMilliseconds為零, 并且沒有IO操作出現, 則該函數将立即逾時.