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网络与通信程序设计中的IOCP代码

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发表于 2006-10-16 11:37:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
////////////////////////////////////////
// IOCP.h文件

#ifndef __IOCP_H__
#define __IOCP_H__

#include <winsock2.h>
#include <windows.h>
#include <Mswsock.h>

#define BUFFER_SIZE 1024*4                // I/O请求的缓冲区大小
#define MAX_THREAD        2                        // I/O服务线程的数量


// 这是per-I/O数据。它包含了在套节字上处理I/O操作的必要信息
struct CIOCPBuffer
{
        WSAOVERLAPPED ol;

        SOCKET sClient;                        // AcceptEx接收的客户方套节字

        char *buff;                                // I/O操作使用的缓冲区
        int nLen;                                // buff缓冲区(使用的)大小

        ULONG nSequenceNumber;        // 此I/O的序列号

        int nOperation;                        // 操作类型
#define OP_ACCEPT        1
#define OP_WRITE        2
#define OP_READ                3
        CIOCPBuffer *pNext;
};

// 这是per-Handle数据。它包含了一个套节字的信息
struct CIOCPContext
{
        SOCKET s;                                                // 套节字句柄

        SOCKADDR_IN addrLocal;                        // 连接的本地地址
        SOCKADDR_IN addrRemote;                        // 连接的远程地址

        BOOL bClosing;                                        // 套节字是否关闭

        int nOutstandingRecv;                        // 此套节字上抛出的重叠操作的数量
        int nOutstandingSend;


        ULONG nReadSequence;                        // 安排给接收的下一个序列号
        ULONG nCurrentReadSequence;                // 当前要读的序列号
        CIOCPBuffer *pOutOfOrderReads;        // 记录没有按顺序完成的读I/O

        CRITICAL_SECTION Lock;                        // 保护这个结构

        CIOCPContext *pNext;
};


class CIOCPServer   // 处理线程
{
public:
        CIOCPServer();
        ~CIOCPServer();

        // 开始服务
        BOOL Start(int nPort = 4567, int nMaxConnections = 2000,
                        int nMaxFreeBuffers = 200, int nMaxFreeContexts = 100, int nInitialReads = 4);
        // 停止服务
        void Shutdown();

        // 关闭一个连接和关闭所有连接
        void CloseAConnection(CIOCPContext *pContext);
        void CloseAllConnections();       

        // 取得当前的连接数量
        ULONG GetCurrentConnection() { return m_nCurrentConnection; }

        // 向指定客户发送文本
        BOOL SendText(CIOCPContext *pContext, char *pszText, int nLen);

protected:

        // 申请和释放缓冲区对象
        CIOCPBuffer *AllocateBuffer(int nLen);
        void ReleaseBuffer(CIOCPBuffer *pBuffer);

        // 申请和释放套节字上下文
        CIOCPContext *AllocateContext(SOCKET s);
        void ReleaseContext(CIOCPContext *pContext);

        // 释放空闲缓冲区对象列表和空闲上下文对象列表
        void FreeBuffers();
        void FreeContexts();

        // 向连接列表中添加一个连接
        BOOL AddAConnection(CIOCPContext *pContext);

        // 插入和移除未决的接受请求
        BOOL InsertPendingAccept(CIOCPBuffer *pBuffer);
        BOOL RemovePendingAccept(CIOCPBuffer *pBuffer);

        // 取得下一个要读取的
        CIOCPBuffer *GetNextReadBuffer(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer);


        // 投递接受I/O、发送I/O、接收I/O
        BOOL PostAccept(CIOCPBuffer *pBuffer);
        BOOL PostSend(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer);
        BOOL PostRecv(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer);

        void HandleIO(DWORD dwKey, CIOCPBuffer *pBuffer, DWORD dwTrans, int nError);


                // 事件通知函数
        // 建立了一个新的连接
        virtual void OnConnectionEstablished(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer);
        // 一个连接关闭
        virtual void OnConnectionClosing(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer);
        // 在一个连接上发生了错误
        virtual void OnConnectionError(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer, int nError);
        // 一个连接上的读操作完成
        virtual void OnReadCompleted(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer);
        // 一个连接上的写操作完成
        virtual void OnWriteCompleted(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer);

protected:

        // 记录空闲结构信息
        CIOCPBuffer *m_pFreeBufferList;
        CIOCPContext *m_pFreeContextList;
        int m_nFreeBufferCount;
        int m_nFreeContextCount;       
        CRITICAL_SECTION m_FreeBufferListLock;
        CRITICAL_SECTION m_FreeContextListLock;

        // 记录抛出的Accept请求
        CIOCPBuffer *m_pPendingAccepts;   // 抛出请求列表。
        long m_nPendingAcceptCount;
        CRITICAL_SECTION m_PendingAcceptsLock;

        // 记录连接列表
        CIOCPContext *m_pConnectionList;
        int m_nCurrentConnection;
        CRITICAL_SECTION m_ConnectionListLock;

        // 用于投递Accept请求
        HANDLE m_hAcceptEvent;
        HANDLE m_hRepostEvent;
        LONG m_nRepostCount;

        int m_nPort;                                // 服务器监听的端口

        int m_nInitialAccepts;
        int m_nInitialReads;
        int m_nMaxAccepts;
        int m_nMaxSends;
        int m_nMaxFreeBuffers;
        int m_nMaxFreeContexts;
        int m_nMaxConnections;

        HANDLE m_hListenThread;                        // 监听线程
        HANDLE m_hCompletion;                        // 完成端口句柄
        SOCKET m_sListen;                                // 监听套节字句柄
        LPFN_ACCEPTEX m_lpfnAcceptEx;        // AcceptEx函数地址
        LPFN_GETACCEPTEXSOCKADDRS m_lpfnGetAcceptExSockaddrs; // GetAcceptExSockaddrs函数地址

        BOOL m_bShutDown;                // 用于通知监听线程退出
        BOOL m_bServerStarted;        // 记录服务是否启动


private:        // 线程函数
        static DWORD WINAPI _ListenThreadProc(LPVOID lpParam);
        static DWORD WINAPI _WorkerThreadProc(LPVOID lpParam);
};


#endif // __IOCP_H__

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 楼主| 发表于 2006-10-16 11:47:00 | 显示全部楼层

Re:网络与通信程序设计中的IOCP代码

//////////////////////////////////////////////////
// IOCP.cpp文件

#include "iocp.h"
#pragma comment(lib, "WS2_32.lib")

CIOCPServer::CIOCPServer()
{
        // 列表
        m_pFreeBufferList = NULL;
        m_pFreeContextList = NULL;       
        m_pPendingAccepts = NULL;
        m_pConnectionList = NULL;

        m_nFreeBufferCount = 0;
        m_nFreeContextCount = 0;
        m_nPendingAcceptCount = 0;
        m_nCurrentConnection = 0;

        ::InitializeCriticalSection(&m_FreeBufferListLock);
        ::InitializeCriticalSection(&m_FreeContextListLock);
        ::InitializeCriticalSection(&m_PendingAcceptsLock);
        ::InitializeCriticalSection(&m_ConnectionListLock);

        // Accept请求
        m_hAcceptEvent = ::CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);
        m_hRepostEvent = ::CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);
        m_nRepostCount = 0;

        m_nPort = 4567;

        m_nInitialAccepts = 10;
        m_nInitialReads = 4;
        m_nMaxAccepts = 100;
        m_nMaxSends = 20;
        m_nMaxFreeBuffers = 200;
        m_nMaxFreeContexts = 100;
        m_nMaxConnections = 2000;

        m_hListenThread = NULL;
        m_hCompletion = NULL;
        m_sListen = INVALID_SOCKET;
        m_lpfnAcceptEx = NULL;
        m_lpfnGetAcceptExSockaddrs = NULL;

        m_bShutDown = FALSE;
        m_bServerStarted = FALSE;
       
        // 初始化WS2_32.dll
        WSADATA wsaData;
        WORD sockVersion = MAKEWORD(2, 2);
        ::WSAStartup(sockVersion, &wsaData);
}

CIOCPServer::~CIOCPServer()
{
        Shutdown();

        if(m_sListen != INVALID_SOCKET)
                ::closesocket(m_sListen);
        if(m_hListenThread != NULL)
                ::CloseHandle(m_hListenThread);

        ::CloseHandle(m_hRepostEvent);
        ::CloseHandle(m_hAcceptEvent);

        :eleteCriticalSection(&m_FreeBufferListLock);
        ::DeleteCriticalSection(&m_FreeContextListLock);
        ::DeleteCriticalSection(&m_PendingAcceptsLock);
        ::DeleteCriticalSection(&m_ConnectionListLock);

        ::WSACleanup();       
}


///////////////////////////////////
// 自定义帮助函数

CIOCPBuffer *CIOCPServer::AllocateBuffer(int nLen)
{
        CIOCPBuffer *pBuffer = NULL;
        if(nLen > BUFFER_SIZE)
                return NULL;

        // 为缓冲区对象申请内存
        ::EnterCriticalSection(&m_FreeBufferListLock);
        if(m_pFreeBufferList == NULL)  // 内存池为空,申请新的内存
        {
                pBuffer = (CIOCPBuffer *)::HeapAlloc(GetProcessHeap(),
                                                HEAP_ZERO_MEMORY, sizeof(CIOCPBuffer) + BUFFER_SIZE);
        }
        else        // 从内存池中取一块来使用
        {
                pBuffer = m_pFreeBufferList;
                m_pFreeBufferList = m_pFreeBufferList->pNext;       
                pBuffer->pNext = NULL;
                m_nFreeBufferCount --;
        }
        :eaveCriticalSection(&m_FreeBufferListLock);

        // 初始化新的缓冲区对象
        if(pBuffer != NULL)
        {
                pBuffer->buff = (char*)(pBuffer + 1);
                pBuffer->nLen = nLen;
        }
        return pBuffer;
}

void CIOCPServer::ReleaseBuffer(CIOCPBuffer *pBuffer)
{
        ::EnterCriticalSection(&m_FreeBufferListLock);

        if(m_nFreeBufferCount <= m_nMaxFreeBuffers)        // 将要释放的内存添加到空闲列表中
        {
                memset(pBuffer, 0, sizeof(CIOCPBuffer) + BUFFER_SIZE);
                pBuffer->pNext = m_pFreeBufferList;
                m_pFreeBufferList = pBuffer;

                m_nFreeBufferCount ++ ;
        }
        else                        // 已经达到最大值,真正的释放内存
        {
                ::HeapFree(::GetProcessHeap(), 0, pBuffer);
        }
        ::LeaveCriticalSection(&m_FreeBufferListLock);
}


CIOCPContext *CIOCPServer::AllocateContext(SOCKET s)
{
        CIOCPContext *pContext;

        // 申请一个CIOCPContext对象
        ::EnterCriticalSection(&m_FreeContextListLock);
        if(m_pFreeContextList == NULL)
        {
                pContext = (CIOCPContext *)
                                ::HeapAlloc(::GetProcessHeap(), HEAP_ZERO_MEMORY, sizeof(CIOCPContext));

                ::InitializeCriticalSection(&pContext->Lock);
        }
        else       
        {
                // 在空闲列表中申请
                pContext = m_pFreeContextList;
                m_pFreeContextList = m_pFreeContextList->pNext;
                pContext->pNext = NULL;

                m_nFreeBufferCount --;
        }
        ::LeaveCriticalSection(&m_FreeContextListLock);

        // 初始化对象成员
        if(pContext != NULL)
        {
                pContext->s = s;
        }
        return pContext;
}

void CIOCPServer::ReleaseContext(CIOCPContext *pContext)
{
        if(pContext->s != INVALID_SOCKET)
                ::closesocket(pContext->s);

        // 首先释放(如果有的话)此套节字上的没有按顺序完成的读I/O的缓冲区
        CIOCPBuffer *pNext;
        while(pContext->pOutOfOrderReads != NULL)
        {
                pNext = pContext->pOutOfOrderReads->pNext;
                ReleaseBuffer(pContext->pOutOfOrderReads);
                pContext->pOutOfOrderReads = pNext;
        }

        ::EnterCriticalSection(&m_FreeContextListLock);
       
        if(m_nFreeContextCount <= m_nMaxFreeContexts) // 添加到空闲列表
        {
                // 先将关键代码段变量保存到一个临时变量中
                CRITICAL_SECTION cstmp = pContext->Lock;
                // 将要释放的上下文对象初始化为0
                memset(pContext, 0, sizeof(CIOCPContext));

                // 再放会关键代码段变量,将要释放的上下文对象添加到空闲列表的表头
                pContext->Lock = cstmp;
                pContext->pNext = m_pFreeContextList;
                m_pFreeContextList = pContext;
               
                // 更新计数
                m_nFreeContextCount ++;
        }
        else
        {
                ::DeleteCriticalSection(&pContext->Lock);
                ::HeapFree(::GetProcessHeap(), 0, pContext);
        }

        ::LeaveCriticalSection(&m_FreeContextListLock);
}

void CIOCPServer::FreeBuffers()
{
        // 遍历m_pFreeBufferList空闲列表,释放缓冲区池内存
        ::EnterCriticalSection(&m_FreeBufferListLock);

        CIOCPBuffer *pFreeBuffer = m_pFreeBufferList;
        CIOCPBuffer *pNextBuffer;
        while(pFreeBuffer != NULL)
        {
                pNextBuffer = pFreeBuffer->pNext;
                if(!::HeapFree(::GetProcessHeap(), 0, pFreeBuffer))
                {
#ifdef _DEBUG
                        ::OutputDebugString("  FreeBuffers释放内存出错!");
#endif // _DEBUG
                        break;
                }
                pFreeBuffer = pNextBuffer;
        }
        m_pFreeBufferList = NULL;
        m_nFreeBufferCount = 0;

        ::LeaveCriticalSection(&m_FreeBufferListLock);
}

void CIOCPServer::FreeContexts()
{
        // 遍历m_pFreeContextList空闲列表,释放缓冲区池内存
        ::EnterCriticalSection(&m_FreeContextListLock);
       
        CIOCPContext *pFreeContext = m_pFreeContextList;
        CIOCPContext *pNextContext;
        while(pFreeContext != NULL)
        {
                pNextContext = pFreeContext->pNext;
               
                ::DeleteCriticalSection(&pFreeContext->Lock);
                if(!::HeapFree(::GetProcessHeap(), 0, pFreeContext))
                {
#ifdef _DEBUG
                        ::OutputDebugString("  FreeBuffers释放内存出错!");
#endif // _DEBUG
                        break;
                }
                pFreeContext = pNextContext;
        }
        m_pFreeContextList = NULL;
        m_nFreeContextCount = 0;

        ::LeaveCriticalSection(&m_FreeContextListLock);
}


BOOL CIOCPServer::AddAConnection(CIOCPContext *pContext)
{
        // 向客户连接列表添加一个CIOCPContext对象

        ::EnterCriticalSection(&m_ConnectionListLock);
        if(m_nCurrentConnection <= m_nMaxConnections)
        {
                // 添加到表头
                pContext->pNext = m_pConnectionList;
                m_pConnectionList = pContext;
                // 更新计数
                m_nCurrentConnection ++;

                ::LeaveCriticalSection(&m_ConnectionListLock);
                return TRUE;
        }
        ::LeaveCriticalSection(&m_ConnectionListLock);

        return FALSE;
}

void CIOCPServer::CloseAConnection(CIOCPContext *pContext)
{
        // 首先从列表中移除要关闭的连接
        ::EnterCriticalSection(&m_ConnectionListLock);

        CIOCPContext* pTest = m_pConnectionList;
        if(pTest == pContext)
        {
                m_pConnectionList =  pContext->pNext;
                m_nCurrentConnection --;
        }
        else
        {
                while(pTest != NULL && pTest->pNext !=  pContext)
                        pTest = pTest->pNext;
                if(pTest != NULL)
                {
                        pTest->pNext =  pContext->pNext;
                        m_nCurrentConnection --;
                }
        }
       
        ::LeaveCriticalSection(&m_ConnectionListLock);

        // 然后关闭客户套节字
        ::EnterCriticalSection(&pContext->Lock);

        if(pContext->s != INVALID_SOCKET)
        {
                ::closesocket(pContext->s);       
                pContext->s = INVALID_SOCKET;
        }
        pContext->bClosing = TRUE;

        ::LeaveCriticalSection(&pContext->Lock);
}

void CIOCPServer::CloseAllConnections()
{
        // 遍历整个连接列表,关闭所有的客户套节字

        ::EnterCriticalSection(&m_ConnectionListLock);

        CIOCPContext *pContext = m_pConnectionList;
        while(pContext != NULL)
        {       
                ::EnterCriticalSection(&pContext->Lock);

                if(pContext->s != INVALID_SOCKET)
                {
                        ::closesocket(pContext->s);
                        pContext->s = INVALID_SOCKET;
                }

                pContext->bClosing = TRUE;

                ::LeaveCriticalSection(&pContext->Lock);       
               
                pContext = pContext->pNext;
        }

        m_pConnectionList = NULL;
        m_nCurrentConnection = 0;

        ::LeaveCriticalSection(&m_ConnectionListLock);
}


BOOL CIOCPServer::InsertPendingAccept(CIOCPBuffer *pBuffer)
{
        // 将一个I/O缓冲区对象插入到m_pPendingAccepts表中

        ::EnterCriticalSection(&m_PendingAcceptsLock);

        if(m_pPendingAccepts == NULL)
                m_pPendingAccepts = pBuffer;
        else
        {
                pBuffer->pNext = m_pPendingAccepts;
                m_pPendingAccepts = pBuffer;
        }
        m_nPendingAcceptCount ++;

        ::LeaveCriticalSection(&m_PendingAcceptsLock);

        return TRUE;
}

BOOL CIOCPServer::RemovePendingAccept(CIOCPBuffer *pBuffer)
{
        BOOL bResult = FALSE;

        // 遍历m_pPendingAccepts表,从中移除pBuffer所指向的缓冲区对象
        ::EnterCriticalSection(&m_PendingAcceptsLock);

        CIOCPBuffer *pTest = m_pPendingAccepts;
        if(pTest == pBuffer)        // 如果是表头元素
        {
                m_pPendingAccepts = pBuffer->pNext;
                bResult = TRUE;
        }
        else                                        // 不是表头元素的话,就要遍历这个表来查找了
        {
                while(pTest != NULL && pTest->pNext != pBuffer)
                        pTest = pTest->pNext;
                if(pTest != NULL)
                {
                        pTest->pNext = pBuffer->pNext;
                         bResult = TRUE;
                }
        }
        // 更新计数
        if(bResult)
                m_nPendingAcceptCount --;

        ::LeaveCriticalSection(&m_PendingAcceptsLock);

        return  bResult;
}


CIOCPBuffer *CIOCPServer::GetNextReadBuffer(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer)
{
        if(pBuffer != NULL)
        {
                // 如果与要读的下一个序列号相等,则读这块缓冲区
                if(pBuffer->nSequenceNumber == pContext->nCurrentReadSequence)
                {
                        return pBuffer;
                }
               
                // 如果不相等,则说明没有按顺序接收数据,将这块缓冲区保存到连接的pOutOfOrderReads列表中

                // 列表中的缓冲区是按照其序列号从小到大的顺序排列的

                pBuffer->pNext = NULL;
               
                CIOCPBuffer *ptr = pContext->pOutOfOrderReads;
                CIOCPBuffer *pPre = NULL;
                while(ptr != NULL)
                {
                        if(pBuffer->nSequenceNumber < ptr->nSequenceNumber)
                                break;
                       
                        pPre = ptr;
                        ptr = ptr->pNext;
                }
               
                if(pPre == NULL) // 应该插入到表头
                {
                        pBuffer->pNext = pContext->pOutOfOrderReads;
                        pContext->pOutOfOrderReads = pBuffer;
                }
                else                        // 应该插入到表的中间
                {
                        pBuffer->pNext = pPre->pNext;
                        pPre->pNext = pBuffer->pNext;
                }
        }

        // 检查表头元素的序列号,如果与要读的序列号一致,就将它从表中移除,返回给用户
        CIOCPBuffer *ptr = pContext->pOutOfOrderReads;
        if(ptr != NULL && (ptr->nSequenceNumber == pContext->nCurrentReadSequence))
        {
                pContext->pOutOfOrderReads = ptr->pNext;
                return ptr;
        }
        return NULL;
}


BOOL CIOCPServer:ostAccept(CIOCPBuffer *pBuffer)        // 在监听套节字上投递Accept请求
{
                // 设置I/O类型
                pBuffer->nOperation = OP_ACCEPT;

                // 投递此重叠I/O  
                DWORD dwBytes;
                pBuffer->sClient = ::WSASocket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0, NULL, 0, WSA_FLAG_OVERLAPPED);
                BOOL b = m_lpfnAcceptEx(m_sListen,
                        pBuffer->sClient,
                        pBuffer->buff,
                        pBuffer->nLen - ((sizeof(sockaddr_in) + 16) * 2),
                        sizeof(sockaddr_in) + 16,
                        sizeof(sockaddr_in) + 16,
                        &dwBytes,
                        &pBuffer->ol);
                if(!b && ::WSAGetLastError() != WSA_IO_PENDING)
                {
                        return FALSE;
                }
                return TRUE;
};

BOOL CIOCPServer::PostRecv(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer)
{
        // 设置I/O类型
        pBuffer->nOperation = OP_READ;       
       
        ::EnterCriticalSection(&pContext->Lock);

        // 设置序列号
        pBuffer->nSequenceNumber = pContext->nReadSequence;

        // 投递此重叠I/O
        DWORD dwBytes;
        DWORD dwFlags = 0;
        WSABUF buf;
        buf.buf = pBuffer->buff;
        buf.len = pBuffer->nLen;
        if(::WSARecv(pContext->s, &buf, 1, &dwBytes, &dwFlags, &pBuffer->ol, NULL) != NO_ERROR)
        {
                if(::WSAGetLastError() != WSA_IO_PENDING)
                {
                        ::LeaveCriticalSection(&pContext->Lock);
                        return FALSE;
                }
        }

        // 增加套节字上的重叠I/O计数和读序列号计数

        pContext->nOutstandingRecv ++;
        pContext->nReadSequence ++;

        ::LeaveCriticalSection(&pContext->Lock);

        return TRUE;
}

BOOL CIOCPServer::PostSend(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer)
{       
        // 跟踪投递的发送的数量,防止用户仅发送数据而不接收,导致服务器抛出大量发送操作
        if(pContext->nOutstandingSend > m_nMaxSends)
                return FALSE;

        // 设置I/O类型,增加套节字上的重叠I/O计数
        pBuffer->nOperation = OP_WRITE;

        // 投递此重叠I/O
        DWORD dwBytes;
        DWORD dwFlags = 0;
        WSABUF buf;
        buf.buf = pBuffer->buff;
        buf.len = pBuffer->nLen;
        if(::WSASend(pContext->s,
                        &buf, 1, &dwBytes, dwFlags, &pBuffer->ol, NULL) != NO_ERROR)
        {
                if(::WSAGetLastError() != WSA_IO_PENDING)
                        return FALSE;
        }       
       
        // 增加套节字上的重叠I/O计数
        ::EnterCriticalSection(&pContext->Lock);
        pContext->nOutstandingSend ++;
        ::LeaveCriticalSection(&pContext->Lock);

        return TRUE;
}


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 楼主| 发表于 2006-10-16 11:48:00 | 显示全部楼层

Re:网络与通信程序设计中的IOCP代码

BOOL CIOCPServer::Start(int nPort, int nMaxConnections,
                        int nMaxFreeBuffers, int nMaxFreeContexts, int nInitialReads)
{
        // 检查服务是否已经启动
        if(m_bServerStarted)
                return FALSE;

        // 保存用户参数
        m_nPort = nPort;
        m_nMaxConnections = nMaxConnections;
        m_nMaxFreeBuffers = nMaxFreeBuffers;
        m_nMaxFreeContexts = nMaxFreeContexts;
        m_nInitialReads = nInitialReads;

        // 初始化状态变量
        m_bShutDown = FALSE;
        m_bServerStarted = TRUE;


        // 创建监听套节字,绑定到本地端口,进入监听模式
        m_sListen = ::WSASocket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0, NULL, 0, WSA_FLAG_OVERLAPPED);
        SOCKADDR_IN si;
        si.sin_family = AF_INET;
        si.sin_port = ::ntohs(m_nPort);
        si.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;
        if(::bind(m_sListen, (sockaddr*)&si, sizeof(si)) == SOCKET_ERROR)
        {
                m_bServerStarted = FALSE;
                return FALSE;
        }
        ::listen(m_sListen, 200);

        // 创建完成端口对象
        m_hCompletion = ::CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, 0, 0, 0);

        // 加载扩展函数AcceptEx
        GUID GuidAcceptEx = WSAID_ACCEPTEX;
        DWORD dwBytes;
        ::WSAIoctl(m_sListen,
                SIO_GET_EXTENSION_FUNCTION_POINTER,
                &GuidAcceptEx,
                sizeof(GuidAcceptEx),
                &m_lpfnAcceptEx,
                sizeof(m_lpfnAcceptEx),
                &dwBytes,
                NULL,
                NULL);
       
        // 加载扩展函数GetAcceptExSockaddrs
        GUID GuidGetAcceptExSockaddrs = WSAID_GETACCEPTEXSOCKADDRS;
        ::WSAIoctl(m_sListen,
                SIO_GET_EXTENSION_FUNCTION_POINTER,
                &GuidGetAcceptExSockaddrs,
                sizeof(GuidGetAcceptExSockaddrs),
                &m_lpfnGetAcceptExSockaddrs,
                sizeof(m_lpfnGetAcceptExSockaddrs),
                &dwBytes,
                NULL,
                NULL
                );
       
       
        // 将监听套节字关联到完成端口,注意,这里为它传递的CompletionKey为0
        ::CreateIoCompletionPort((HANDLE)m_sListen, m_hCompletion, (DWORD)0, 0);

        // 注册FD_ACCEPT事件。
        // 如果投递的AcceptEx I/O不够,线程会接收到FD_ACCEPT网络事件,说明应该投递更多的AcceptEx I/O
        WSAEventSelect(m_sListen, m_hAcceptEvent, FD_ACCEPT);

        // 创建监听线程
        m_hListenThread = ::CreateThread(NULL, 0, _ListenThreadProc, this, 0, NULL);
       
        return TRUE;
}

void CIOCPServer::Shutdown()
{
        if(!m_bServerStarted)
                return;

        // 通知监听线程,马上停止服务
        m_bShutDown = TRUE;
        ::SetEvent(m_hAcceptEvent);
        // 等待监听线程退出
        ::WaitForSingleObject(m_hListenThread, INFINITE);
        ::CloseHandle(m_hListenThread);
        m_hListenThread = NULL;

        m_bServerStarted = FALSE;
}

DWORD WINAPI CIOCPServer::_ListenThreadProc(LPVOID lpParam)
{
        CIOCPServer *pThis = (CIOCPServer*)lpParam;

        // 先在监听套节字上投递几个Accept I/O
        CIOCPBuffer *pBuffer;
        for(int i=0; i<pThis->m_nInitialAccepts; i++)
        {
                pBuffer = pThis->AllocateBuffer(BUFFER_SIZE);
                if(pBuffer == NULL)
                        return -1;
                pThis->InsertPendingAccept(pBuffer);
                pThis-&gtostAccept(pBuffer);
        }

        // 构建事件对象数组,以便在上面调用WSAWaitForMultipleEvents函数
        HANDLE hWaitEvents[2 + MAX_THREAD];
        int nEventCount = 0;
        hWaitEvents[nEventCount ++] = pThis->m_hAcceptEvent;
        hWaitEvents[nEventCount ++] = pThis->m_hRepostEvent;

        // 创建指定数量的工作线程在完成端口上处理I/O
        for(i=0; i<MAX_THREAD; i++)
        {
                hWaitEvents[nEventCount ++] = ::CreateThread(NULL, 0, _WorkerThreadProc, pThis, 0, NULL);
        }

        // 下面进入无限循环,处理事件对象数组中的事件
        while(TRUE)
        {
                int nIndex = ::WSAWaitForMultipleEvents(nEventCount, hWaitEvents, FALSE, 60*1000, FALSE);
       
                // 首先检查是否要停止服务
                if(pThis->m_bShutDown || nIndex == WSA_WAIT_FAILED)
                {
                        // 关闭所有连接
                        pThis->CloseAllConnections();
                        ::Sleep(0);                // 给I/O工作线程一个执行的机会
                        // 关闭监听套节字
                        ::closesocket(pThis->m_sListen);
                        pThis->m_sListen = INVALID_SOCKET;
                        ::Sleep(0);                // 给I/O工作线程一个执行的机会

                        // 通知所有I/O处理线程退出
                        for(int i=2; i<MAX_THREAD + 2; i++)
                        {       
                                :ostQueuedCompletionStatus(pThis->m_hCompletion, -1, 0, NULL);
                        }

                        // 等待I/O处理线程退出
                        ::WaitForMultipleObjects(MAX_THREAD, &hWaitEvents[2], TRUE, 5*1000);

                        for(i=2; i<MAX_THREAD + 2; i++)
                        {       
                                ::CloseHandle(hWaitEvents);
                        }
               
                        ::CloseHandle(pThis->m_hCompletion);

                        pThis->FreeBuffers();
                        pThis->FreeContexts();
                        ::ExitThread(0);
                }       

                // 1)定时检查所有未返回的AcceptEx I/O的连接建立了多长时间
                if(nIndex == WSA_WAIT_TIMEOUT)
                {
                        pBuffer = pThis->m_pPendingAccepts;
                        while(pBuffer != NULL)
                        {
                                int nSeconds;
                                int nLen = sizeof(nSeconds);
                                // 取得连接建立的时间
                                ::getsockopt(pBuffer->sClient,
                                        SOL_SOCKET, SO_CONNECT_TIME, (char *)&nSeconds, &nLen);       
                                // 如果超过2分钟客户还不发送初始数据,就让这个客户go away
                                if(nSeconds != -1 && nSeconds > 2*60)
                                {   
                                        closesocket(pBuffer->sClient);
                    pBuffer->sClient = INVALID_SOCKET;
                                }

                                pBuffer = pBuffer->pNext;
                        }
                }
                else
                {
                        nIndex = nIndex - WAIT_OBJECT_0;
                        WSANETWORKEVENTS ne;
            int nLimit=0;
                        if(nIndex == 0)                        // 2)m_hAcceptEvent事件对象受信,说明投递的Accept请求不够,需要增加
                        {
                                ::WSAEnumNetworkEvents(pThis->m_sListen, hWaitEvents[nIndex], &ne);
                                if(ne.lNetworkEvents & FD_ACCEPT)
                                {
                                        nLimit = 50;  // 增加的个数,这里设为50个
                                }
                        }
                        else if(nIndex == 1)        // 3)m_hRepostEvent事件对象受信,说明处理I/O的线程接受到新的客户
                        {
                                nLimit = InterlockedExchange(&pThis->m_nRepostCount, 0);
                        }
                        else if(nIndex > 1)                // I/O服务线程退出,说明有错误发生,关闭服务器
                        {
                                pThis->m_bShutDown = TRUE;
                                continue;
                        }

                        // 投递nLimit个AcceptEx I/O请求
                        int i = 0;
                        while(i++ < nLimit && pThis->m_nPendingAcceptCount < pThis->m_nMaxAccepts)
                        {
                                pBuffer = pThis->AllocateBuffer(BUFFER_SIZE);
                                if(pBuffer != NULL)
                                {
                                        pThis->InsertPendingAccept(pBuffer);
                                        pThis->PostAccept(pBuffer);
                                }
                        }
                }
        }
        return 0;
}

DWORD WINAPI CIOCPServer::_WorkerThreadProc(LPVOID lpParam)
{
#ifdef _DEBUG
                        ::OutputDebugString("        WorkerThread 启动... \n");
#endif // _DEBUG

        CIOCPServer *pThis = (CIOCPServer*)lpParam;

        CIOCPBuffer *pBuffer;
        DWORD dwKey;
        DWORD dwTrans;
        LPOVERLAPPED lpol;
        while(TRUE)
        {
                // 在关联到此完成端口的所有套节字上等待I/O完成
                BOOL bOK = ::GetQueuedCompletionStatus(pThis->m_hCompletion,
                                        &dwTrans, (LPDWORD)&dwKey, (LPOVERLAPPED*)&lpol, WSA_INFINITE);

                if(dwTrans == -1) // 用户通知退出
                {
#ifdef _DEBUG
                        ::OutputDebugString("        WorkerThread 退出 \n");
#endif // _DEBUG
                        ::ExitThread(0);
                }

                pBuffer = CONTAINING_RECORD(lpol, CIOCPBuffer, ol);
                int nError = NO_ERROR;
                if(!bOK)                                                // 在此套节字上有错误发生
                {
                        SOCKET s;
                        if(pBuffer->nOperation == OP_ACCEPT)
                        {
                                s = pThis->m_sListen;
                        }
                        else
                        {
                                if(dwKey == 0)
                                        break;
                                s = ((CIOCPContext*)dwKey)->s;
                        }
                        DWORD dwFlags = 0;
                        if(!::WSAGetOverlappedResult(s, &pBuffer->ol, &dwTrans, FALSE, &dwFlags))
                        {
                                nError = ::WSAGetLastError();
                        }
                }
                pThis->HandleIO(dwKey, pBuffer, dwTrans, nError);
        }

#ifdef _DEBUG
                        ::OutputDebugString("        WorkerThread 退出 \n");
#endif // _DEBUG
        return 0;
}


void CIOCPServer::HandleIO(DWORD dwKey, CIOCPBuffer *pBuffer, DWORD dwTrans, int nError)
{
        CIOCPContext *pContext = (CIOCPContext *)dwKey;

#ifdef _DEBUG
                        ::OutputDebugString("        HandleIO... \n");
#endif // _DEBUG
       
        // 1)首先减少套节字上的未决I/O计数
        if(pContext != NULL)
        {
                ::EnterCriticalSection(&pContext->Lock);
               
                if(pBuffer->nOperation == OP_READ)
                        pContext->nOutstandingRecv --;
                else if(pBuffer->nOperation == OP_WRITE)
                        pContext->nOutstandingSend --;
               
                :eaveCriticalSection(&pContext->Lock);
               
                // 2)检查套节字是否已经被我们关闭
                if(pContext->bClosing)
                {
#ifdef _DEBUG
                        ::OutputDebugString("        检查到套节字已经被我们关闭 \n");
#endif // _DEBUG
                        if(pContext->nOutstandingRecv == 0 && pContext->nOutstandingSend == 0)
                        {               
                                ReleaseContext(pContext);
                        }
                        // 释放已关闭套节字的未决I/O
                        ReleaseBuffer(pBuffer);       
                        return;
                }
        }
        else
        {
                RemovePendingAccept(pBuffer);
        }

        // 3)检查套节字上发生的错误,如果有的话,通知用户,然后关闭套节字
        if(nError != NO_ERROR)
        {
                if(pBuffer->nOperation != OP_ACCEPT)
                {
                        OnConnectionError(pContext, pBuffer, nError);
                        CloseAConnection(pContext);
                        if(pContext->nOutstandingRecv == 0 && pContext->nOutstandingSend == 0)
                        {               
                                ReleaseContext(pContext);
                        }
#ifdef _DEBUG
                        ::OutputDebugString("        检查到客户套节字上发生错误 \n");
#endif // _DEBUG
                }
                else // 在监听套节字上发生错误,也就是监听套节字处理的客户出错了
                {
                        // 客户端出错,释放I/O缓冲区
                        if(pBuffer->sClient != INVALID_SOCKET)
                        {
                                ::closesocket(pBuffer->sClient);
                                pBuffer->sClient = INVALID_SOCKET;
                        }
#ifdef _DEBUG
                        ::OutputDebugString("        检查到监听套节字上发生错误 \n");
#endif // _DEBUG
                }

                ReleaseBuffer(pBuffer);
                return;
        }


        // 开始处理
        if(pBuffer->nOperation == OP_ACCEPT)
        {
                if(dwTrans == 0)
                {
#ifdef _DEBUG
                        ::OutputDebugString("        监听套节字上客户端关闭 \n");
#endif // _DEBUG
                       
                        if(pBuffer->sClient != INVALID_SOCKET)
                        {
                                ::closesocket(pBuffer->sClient);
                                pBuffer->sClient = INVALID_SOCKET;
                        }
                }
                else
                {
                        // 为新接受的连接申请客户上下文对象
                        CIOCPContext *pClient = AllocateContext(pBuffer->sClient);
                        if(pClient != NULL)
                        {
                                if(AddAConnection(pClient))
                                {       
                                        // 取得客户地址
                                        int nLocalLen, nRmoteLen;
                                        LPSOCKADDR pLocalAddr, pRemoteAddr;
                                        m_lpfnGetAcceptExSockaddrs(
                                                pBuffer->buff,
                                                pBuffer->nLen - ((sizeof(sockaddr_in) + 16) * 2),
                                                sizeof(sockaddr_in) + 16,
                                                sizeof(sockaddr_in) + 16,
                                                (SOCKADDR **)&pLocalAddr,
                                                &nLocalLen,
                                                (SOCKADDR **)&pRemoteAddr,
                                                &nRmoteLen);
                                        memcpy(&pClient->addrLocal, pLocalAddr, nLocalLen);
                                        memcpy(&pClient->addrRemote, pRemoteAddr, nRmoteLen);
                                       
                                        // 关联新连接到完成端口对象
                                        ::CreateIoCompletionPort((HANDLE)pClient->s, m_hCompletion, (DWORD)pClient, 0);
                                       
                                        // 通知用户
                                        pBuffer->nLen = dwTrans;
                                        OnConnectionEstablished(pClient, pBuffer);
                                       
                                        // 向新连接投递几个Read请求,这些空间在套节字关闭或出错时释放
                                        for(int i=0; i<5; i++)
                                        {
                                                CIOCPBuffer *p = AllocateBuffer(BUFFER_SIZE);
                                                if(p != NULL)
                                                {
                                                        if(!PostRecv(pClient, p))
                                                        {
                                                                CloseAConnection(pClient);
                                                                break;
                                                        }
                                                }
                                        }
                                }
                                else        // 连接数量已满,关闭连接
                                {
                                        CloseAConnection(pClient);
                                        ReleaseContext(pClient);
                                }
                        }
                        else
                        {
                                // 资源不足,关闭与客户的连接即可
                                ::closesocket(pBuffer->sClient);
                                pBuffer->sClient = INVALID_SOCKET;
                        }
                }
               
                // Accept请求完成,释放I/O缓冲区
                ReleaseBuffer(pBuffer);       

                // 通知监听线程继续再投递一个Accept请求
                ::InterlockedIncrement(&m_nRepostCount);
                ::SetEvent(m_hRepostEvent);
        }
        else if(pBuffer->nOperation == OP_READ)
        {
                if(dwTrans == 0)        // 对方关闭套节字
                {
                        // 先通知用户
                        pBuffer->nLen = 0;
                        OnConnectionClosing(pContext, pBuffer);       
                        // 再关闭连接
                        CloseAConnection(pContext);
                        // 释放客户上下文和缓冲区对象
                        if(pContext->nOutstandingRecv == 0 && pContext->nOutstandingSend == 0)
                        {               
                                ReleaseContext(pContext);
                        }
                        ReleaseBuffer(pBuffer);       
                }
                else
                {
                        pBuffer->nLen = dwTrans;
                        // 按照I/O投递的顺序读取接收到的数据
                        CIOCPBuffer *p = GetNextReadBuffer(pContext, pBuffer);
                        while(p != NULL)
                        {
                                // 通知用户
                                OnReadCompleted(pContext, p);
                                // 增加要读的序列号的值
                                ::InterlockedIncrement((LONG*)&pContext->nCurrentReadSequence);
                                // 释放这个已完成的I/O
                                ReleaseBuffer(p);
                                p = GetNextReadBuffer(pContext, NULL);
                        }

                        // 继续投递一个新的接收请求
                        pBuffer = AllocateBuffer(BUFFER_SIZE);
                        if(pBuffer == NULL || !PostRecv(pContext, pBuffer))
                        {
                                CloseAConnection(pContext);
                        }
                }
        }
        else if(pBuffer->nOperation == OP_WRITE)
        {

                if(dwTrans == 0)        // 对方关闭套节字
                {
                        // 先通知用户
                        pBuffer->nLen = 0;
                        OnConnectionClosing(pContext, pBuffer);       

                        // 再关闭连接
                        CloseAConnection(pContext);

                        // 释放客户上下文和缓冲区对象
                        if(pContext->nOutstandingRecv == 0 && pContext->nOutstandingSend == 0)
                        {               
                                ReleaseContext(pContext);
                        }
                        ReleaseBuffer(pBuffer);       
                }
                else
                {
                        // 写操作完成,通知用户
                        pBuffer->nLen = dwTrans;
                        OnWriteCompleted(pContext, pBuffer);
                        // 释放SendText函数申请的缓冲区
                        ReleaseBuffer(pBuffer);
                }
        }
}


BOOL CIOCPServer::SendText(CIOCPContext *pContext, char *pszText, int nLen)
{
        CIOCPBuffer *pBuffer = AllocateBuffer(nLen);
        if(pBuffer != NULL)
        {
                memcpy(pBuffer->buff, pszText, nLen);
                return PostSend(pContext, pBuffer);
        }
        return FALSE;
}


void CIOCPServer::OnConnectionEstablished(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer)
{
}

void CIOCPServer::OnConnectionClosing(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer)
{
}


void CIOCPServer::OnReadCompleted(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer)
{
}

void CIOCPServer::OnWriteCompleted(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer)
{
}

void CIOCPServer::OnConnectionError(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer, int nError)
{
}

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 楼主| 发表于 2006-10-16 11:49:00 | 显示全部楼层

Re:网络与通信程序设计中的IOCP代码

////////////////////////////////////////////////
// iocpserver.cpp文件


// CIOCPServer类的测试程序

#include "iocp.h"
#include <stdio.h>
#include <windows.h>

class CMyServer : public CIOCPServer
{
public:

        void OnConnectionEstablished(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer)
        {
                printf(" 接收到一个新的连接(%d): %s \n",
                                        GetCurrentConnection(), ::inet_ntoa(pContext->addrRemote.sin_addr));

                SendText(pContext, pBuffer->buff, pBuffer->nLen);
        }

        void OnConnectionClosing(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer)
        {
                printf(" 一个连接关闭! \n" );
        }

        void OnConnectionError(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer, int nError)
        {
                printf(" 一个连接发生错误: %d \n ", nError);
        }

        void OnReadCompleted(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer)
        {
                SendText(pContext, pBuffer->buff, pBuffer->nLen);
        }
       
        void OnWriteCompleted(CIOCPContext *pContext, CIOCPBuffer *pBuffer)
        {
                printf(" 数据发送成功!\n ");
        }
};

void main()
{
        CMyServer *pServer = new CMyServer;

        // 开启服务
        if(pServer->Start())
        {
                printf(" 服务器开启成功... \n");
        }
        else
        {
                printf(" 服务器开启失败!\n");
                return;
        }

        // 创建事件对象,让ServerShutdown程序能够关闭自己
        HANDLE hEvent = ::CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, "ShutdownEvent");
        ::WaitForSingleObject(hEvent, INFINITE);
        ::CloseHandle(hEvent);

        // 关闭服务
        pServer->Shutdown();
        delete pServer;

        printf(" 服务器关闭 \n ");

}

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发表于 2006-10-18 00:22:00 | 显示全部楼层

Re:网络与通信程序设计中的IOCP代码

留着自己用吧!

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发表于 2006-10-19 17:11:00 | 显示全部楼层

Re:网络与通信程序设计中的IOCP代码

专业灌水队在后面加一桶!

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发表于 2006-10-20 01:29:00 | 显示全部楼层

Re: Re:网络与通信程序设计中的IOCP代码

lwevil: Re:网络与通信程序设计中的IOCP代码

留着自己用吧!

是不可取还是劝楼主保密?有没有具体的评价?

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发表于 2006-10-20 02:08:00 | 显示全部楼层

Re:网络与通信程序设计中的IOCP代码

不能这么说,至少有研究价值

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发表于 2006-10-21 16:23:00 | 显示全部楼层

Re:网络与通信程序设计中的IOCP代码

为什么不打包上传呢

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发表于 2006-11-1 11:03:00 | 显示全部楼层

Re:网络与通信程序设计中的IOCP代码

不要老贴代码。主要是一些设计思想
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