IOCP简单了解

1.IOCP是什么

IOCP是Input/Output Completion Ports的简称，中文翻译为完成端口，完成是应用程序向系统发起一个IO操作，系统会在操作结束后，将IO操作完成结果通知应用程序，端口指的是机制

2.重叠IO（Overlapped）

针对一个Socket可以发起多个IO操作，无需等待上一个IO完成，尽管调用IO操作是按顺序的，但是IO操作完成通知是随机的无序的

3.实现流程

2.原理

IOCP的基本原理是通过事件驱动的方式来处理I/O请求，以避免传统的阻塞式I/O操作带来的性能问题，具体来说，IOCP通过一下几个步骤完成异步I/O操作：

• 1.应用程序首先创建一个或多个 I/O 端口，并将它们关联到套接字或文件句柄上
• 2.当应用程序需要进行 I/O 操作时，它调用系统级别的 API，将请求提交到 I/O 端口上
• 3.操作系统内核将 I/O 请求与相应的 I/O 端口关联，并立即返回，使得应用程序可以继续执行其他操作。
• 4.内核在后台异步地执行 I/O 操作，并将结果存储在完成队列中。
• 5.当 I/O 操作完成时，内核会通知完成端口，并将完成信息添加到完成队列中。
• 6.应用程序通过调用 GetQueuedCompletionStatus() 函数获取完成队列中的已完成请求，并按需处理它们。
• 7.如果完成队列为空，则应用程序可以等待新的完成事件发生，或者继续执行其他操作。

3.函数

3.1CreateIoCompletionPort

这个函数是个本身具有多重功能的函数（Windows平台上这样的函数并不多），需要用不同的方式来调用，以实现不同的功能

HANDLE WINAPI CreateIoCompletionPort(
  __in          HANDLE FileHandle,
  __in          HANDLE ExistingCompletionPort,
  __in          ULONG_PTR CompletionKey,
  __in          DWORD NumberOfConcurrentThreads
);

• 创建内核

HANDLE hICP = ::CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE,NULL,0,1);

前三个参数在这种情况下是没有意义的，只需要全部传递NULL即可，第一个参数不是NULL而是INVALID_HANDLE_VALUE，因为第一个参数按照定义是一个文件的句柄，也就是需要IOCP操作的文件句柄，而代表“NULL”文件句柄的实际值是INVALID_HANDLE_VALUE，这是因为NULL实际等于0，而0这个文件句柄被用于特殊用途，所以要用INVALID_HANDLE_VALUE来代表“NULL”意义的文件，INVALID_HANDLE_VALUE的值是-1或者0xFFFFFFFF。最后一个参数NumberOfConcurrentThreads默认的推荐值就是CPU个数的2倍了

3.2GetQueuedCompletionStatus

BOOL WINAPI GetQueuedCompletionStatus(
  __in          HANDLE CompletionPort,
  __out         LPDWORD lpNumberOfBytes,
  __out         PULONG_PTR lpCompletionKey,
  __out         LPOVERLAPPED* lpOverlapped,
  __in          DWORD dwMilliseconds
);

• 第一个参数就是我们之前创建的那个完成端口内核对象的句柄，这个参数实际也就是告诉系统，我们当前的线程是归哪个完成端口对象来调度。
• 第二个参数是一个比较有用的参数，在函数返回后它将告诉我们这一次的IO操作实际传输或者接收了多少个字节的信息，这对于我们校验数据收发完整性非常有用。
• 第三个参数是与完成端口句柄绑定的一个一对一的数据指针
• 第四个参数就是重叠操作的数据结构
• 第五个参数是一个等待的毫秒数