Delphi实现高性能的Socket通讯服务器(完成端口模型IOCP)

很多人费尽心思，都没有找到一个完美的 I/O CP 例程，甚至跟人于误解，先将本人编写的例程公布出来，希望对那些苦苦寻觅的人带来收获。本例程可以作为初学者的学习之用，亦可以作为大型服务程序的通讯模块。其处理速度可以说，优化到了极点。如果理解了本例程的精髓，加上一个高效的通讯协议，你完全可以用它来构建一个高性能的通讯服务器。

  在公布代码前，先谈谈I/O CP。对I/O CP的函数不多做说明了，网上很多，都一样。在此本人仅说一些技术上要注意的问题。

一、如何管理内存
1、IO数据缓冲管理
 动态分配内存，是一种灵活的方式。但对于系统资源浪费是巨大的。因此本人采用的是预先分配服务器最大需要的内存，用链表来管理。任何时候分配交还都不需要遍历，仅需要互斥而已。
 更巧妙的是，将IO发送信息和内存块有机的结合在一起，减少了链表的管理工作。

 //IO操作标志
 TIOFlag = (IO_ACCEPT, IO_READ, IO_WRITE);
 //IO操作信息
 PIOInfo =^ TIOInfo;
 TIOInfo = packed record
  Overlapped: TOverlapped;  //重叠结构
  DataBuf: TWSABUF;          //IO数据信息
  Socket: TSocket;
  Flag: TIOFlag;
  TickCountSend: DWord;
  Next: PIOInfo;
  Prior: PIOInfo;
 end;

 PUNode =^ TUNode;
 TUNode = record
  Next: Pointer;
 end;

 PIOMem =^ TIOMem;
 TIOMem = packed record
  IOInfo: TIOInfo;
  Data: array[1..IO_MEM_SIZE] of Byte;
  //申请内存的时候，返回的是Data的地址
 end;


2、链路数据管理
 采用双向链表结构，减少删除节点时遍历消耗的时间

 //每个连接的信息
 PLink =^ TLink;
 TLink = record
  Socket: TSocket;
  RemoteIP: string[30];
  RemotePort: DWord;
  //最后收到数据时的系统节拍
  TickCountActive: DWord;
  //处理该连接的当前线程的信息
  Worker: PWorker;
  Data: Pointer;    //应用层可以设置这个成员，当OnReceive的时候，就不要每次遍历每个连接对应的数据区了
  Section: TRTLCriticalSection;
  Next: PLink;
  Prior: PLink;
 end;

二、如何管理线程
 每个工作线程创建的时候，调用：OnWorkerThreadCreateEvt，该函数可以返回这个线程对应的信息，比如为该线程创建的数据库连接控件或对应的类等，在OnReceive的可以从Link的Worker访问该成员Worker^.Data。

//工作线程信息
 PWorker =^ TWorker;
 TWorker = record
  ID: THandle;
  CompletionPort: THandle;
  Data: Pointer;  //调用OnWorkerThreadCreateEvt返回的值
  //用于反应工作情况的数据
  TickCountLong,
  TickCountActive: DWord;
  ExecCount: Integer;
  //线程完成后设置
  Finished: THandle;
  Next: PWorker;
 end;

 同理，服务线程也是具有一样的特点。相见源码。

  关于线程同步，一直是众多程序头疼的问题。在本例程中，尽量避免了过多的互斥，并有效地防止了死锁现象。用RTLCriticalSection，稍微不注意，就会造成死锁的灾难。哪怕是两行代码的差别，对多线程而言都是灾难的。在本例程中，对数据同步需要操作的是在维护链路链表方面上。服务线程需要计算哪个连接空闲超时了，工作线程需要处理断线情况，应用层主动发送数据时需要对该链路独占，否则一个在发送，一个在处理断线故障，就会发送冲突，导致灾难后果。

 在本人的压力测试中，已经有效的解决了这个问题，应用层部分不需要做什么同步工作，可以安心的收发数据了。同时每个线程都支持了数据库连接。


三、到底要创建多少个工作线程合适
 很多文章说，有N个CPU就创建N个线程，也有说N*2+2。最不喜欢说话不负责任的人了，本例程可以让刚入门 I/O CP 的人对它有更深入的了解。

四、该不该使用类
　　有人说，抛弃一切类，对于服务器而言，会为类付出很多代价，从我的观点看，为类付出代价的，主要是动态创建的原因。其实，类成员访问和结构成员访问一样，需要相对地址。如果都是预先创建的，两者没有多大的差别。本例程采用裸奔函数的方式，当然在应用层可以采用类来管理，很难想象，如果没有没有类，需要多做多少工作。

五、缺点
　　不能发大数据包，只能发不超过固定数的数据包。但对于小数据报而言，它将是优秀的。

 

原文：http://club.topsage.com/thread-2234914-1-1.html