[C++ 网络协议] 异步通知I/O模型

1.什么是异步通知I/O模型

如图是同步I/O函数的调用时间流：

如图是异步I/O函数的调用时间流：

可以看出，同异步的差别主要是在时间流上的不一致。select属于同步I/O模型。epoll不确定是不是属于异步I/O模型，这个在概念上有些混乱，期望大佬的指点。

这里说的异步通知I/O模型，实际上是select模型的改进方案。

2.实现异步通知I/O模型

2.1 实现异步通知I/O模型步骤

2.2 WSAEventSelect函数

#include

int WSAEventSelect(
SOCKET s,                //监视对象的套接字句柄
WSAEVENT hEventObject,   //传递事件对象句柄以验证事件发生与否
long lNetworkEvents      //监视的事件类型信息
);
成功返回0
失败返回SOCKET_ERROR

参数hEventObject：

#define WSAEVENT HANDLE

WSAEVENT就是HANDLE。

参数lNetworkEvents：

值	含义
FD_READ	是否存在需要接收的数据
FD_WRITE	能否以非阻塞的方式传输数据
FD_OOB	是否收到带外数据
FD_ACCEPT	是否有新的连接请求
FD_CLOSE	是否有断开连接的请求

可以通过位或运算指定多个信息。

函数解释：

传入的套接字参数s，只要s发送lNetworkEvents事件，就会将hEventObject事件对象所指内核对象的状态，改为signaled状态。

与select函数的比较：

每个通过WSAEventSelect函数注册的套接字信息就已经注册到操作系统中了，这意味着，无需针对已注册的套接字重复调用WSAEventSelect。

2.3 创建WSAEVENT对象

创建manual-reset模式的事件对象。

方式一：

使用“windows中的线程同步”中所讲的CreateEvent函数。

方式二：

#include

WSAEVENT WSACreateEvent(void);
成功返回事件对象句柄
失败返回WSA_INVALID_EVENT

这种方式会直接创建manual-reset模式的事件对象。 其销毁函数：

#include

BOOL WSACloseEvent(WSAEVENT hEvent);
成功返回TRUE
失败返回FALSE

2.4 验证是否发生了事件

#include

DWORD WSAWaitForMultipleEvent(
DWORD cEvents,                //需要验证是否转为signaled状态的事件对象个数
const WSAEVENT* lphEvents,    //存有事件对象句柄的数组地址值
BOOL fWaitAll,                //TRUE,所有事件对象都在signaled状态时返回
                              //FALSE，只要其中1个变为signaled状态就返回
DWORD dwTimeout,              //以1/1000秒为单位指定超时，传递WSA_INFINITE时，直到signaled状态时才返回
                              //传递0时，表明不阻塞，是否是signaled状态都返回
BOOL fAlertable               //传递TRUE可进入alertable_wait(可警告等待)状态
);
成功：
返回值减去WSA_WAIT_EVENT_0时，可以得到第一个转变为signaled状态的事件对象句柄对应的索引，可在第二个参数中查找对应句柄。
超时则返回WSA_WAIT_TIMEOUT。
失败：
返回WSA_INVALID_EVENT

最多可监视的事件对象数量为：WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS常量。

要想监视更多，要么创建线程，要么扩展保存句柄的数组并多次调用这个函数。

注意：参数fwaitAll为FALSE时，是说只要其中1个变为signaled状态就返回，函数是返回了，但其有可能有多个事件对象变为了signaled状态。

通过事件对象为manual-reset模式的特点，可以获取转为signaled状态的所有事件对象的句柄。

int start;
WSAEVENT events[num];
start=WSAWaitForMultipleEvents(num,events,FALSE,WSA_INFINITE,FALSE);
int first=start-WSA_WAIT_EVENT_0;
for(int i=first,i

2.5 区分事件类型

#include

int WSAEnumNetworkEvents(
SOCKET s,                            //发生事件的套接字句柄
WSAEVENT hEventObject,               //与套接字相连的signaled状态的事件对象句柄
LPWSANETWORKEVENTS lpNetworkEvents   //保存发生的事件类型信息和错误信息的
                                     //WSANETWORKEVENTS结构体变量地址值
);
成功返回0
失败返回SOCKET_ERROR

struct _WSANETWORKEVENTS
{
    long lNetworkEvents;            //事件类型
    int iErrorCode[FD_MAX_EVENTS];  //错误信息
}WSANETWORKEVENTS,*LPWSANETWORKEVENTS;

事件类型的验证：

就是FD_READ、FD_ACCEPT等，和WSAEventSelect第三个参数一样。

错误信息的验证：

如果发生FD_XXX相关错误，则在iErrorCode[FD_XXX_BIT]中保存除0以外的其他值。

如：

WSANETWORKEVENTS netEvents;
......
WSAEnumNetworkEvents(hSock,hEvent,netEvents);
......
if(netEvents.lNetworkEvents & FD_ACCEPT)
{
    ......
}
......
if(netEvents.iErrorCode[FD_READ_BIT]!=0)
{
    ......
}

3.用异步通知I/O模型实现回声服务器端