winsock2 中引入了重疊I/O（Overlapped I/O）的概念并且要求所有的傳輸協(xié)議提供者都支持這一功能。 ?他的功能高于前面我們提過的三種，但是最強(qiáng)悍的還是我們后面要說的完成端口。

基本原理：讓應(yīng)用程序使用一個(gè)重疊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，一次投遞一個(gè)活多個(gè)winsock I/O請求，針對那些提交的清酒，在他們完成之后，應(yīng)用程序可為他們提供服務(wù)。 ?應(yīng)用程序可通過ReadFile和WriteFile兩個(gè)函數(shù)執(zhí)行I/O操作。 要注意：重疊I/O僅能在由WSASocket函數(shù)打開的套接字上使用。要想在一個(gè)套接字上使用重疊I/O，首先必須使用 WSA_FLAG_OVERLAPPED 這個(gè)標(biāo)志。

[cpp]?view plaincopy

SOCKET?s?=?WSASocket(AF_INET,?SOCK_STREAM,?0,?NULL,?0,?WSA_FLAG_OVERLAPPED);??

當(dāng)你創(chuàng)建套接字的時(shí)候，你使用socket函數(shù)，她會(huì)默認(rèn)設(shè)置WSA_FLAG_OVERLAPPED 標(biāo)志。

ok，現(xiàn)在我們已經(jīng)成功的建立了一個(gè)套接字，同時(shí)將其他與一個(gè)本地接口綁定到一起后就可以開始進(jìn)行重疊I/O操作了。在這里，我們以前用的send，recv等函數(shù)將被改變成為WSASend，WSARecv。

來看一下這些函數(shù)：

?WSASend ? ? ? ? ? ? //?sends data on a connected socket. 提供一個(gè)指向已填充的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針。
?WSASendTo ? ? ? ?//?sends data to a specific destination, using overlapped I/O where applicable.
?WSARecv ? ? ? ?//?receives data from a connected socket.
?WSARecvFrom ? ? ?//receives data on a socket and stores the source address. ?提供存放接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)
?WSAIoctl ? ? ?//allows for miscellaneous control of a socket. ? 還可以使用重疊I/O操作的延遲完成特性。
?AcceptEx ? //accepts a new connection, returns the local and remote address, and receives the first block of data sent by the client application.
?TrnasmitFile ? //transmits file data over a connected socket handle.?uses the operating system's cache manager to retrieve the file data, and provides high-performance file data transfer over sockets.

這里面WS_IO_PENDING 是最常見的返回值，這是說明我們的重疊函數(shù)調(diào)用成功了，但是I/O操作還沒有完成。

如果和一個(gè)WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)一起來調(diào)用這些函數(shù)，那么函數(shù)會(huì)立即完成并返回，無論套接字是否是阻塞模式。判斷I/O請求是否成功的方法有兩個(gè)，分別是：

1、等待 ? 事件對象通知。

2、通過 完成例程。

我們談第一個(gè)，事件通知：

在重疊函數(shù)的參數(shù)中都有一個(gè)參數(shù)是：Overlapped，我們可以假設(shè)是把我們的WSARecv這樣的操作“綁定”到這個(gè)重疊結(jié)構(gòu)上，提交一個(gè)請求，而不是將錯(cuò)做立即完成，其他的事情交給重疊結(jié)構(gòu)去做，而其中的重疊結(jié)構(gòu)又要與windows的事件對象“綁定”到一起，這樣我們調(diào)用玩WSARecv以后就OK了，等到重疊操作完成后自然會(huì)有與之對應(yīng)的時(shí)間來通知我們操作完成了，然后我們就可以來根據(jù)重疊操作的結(jié)果取得我們想要的數(shù)據(jù)了。

重疊I/O的事件通知方法要求將win32事件對象與WSOVERLAPPED結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)在一起，當(dāng)I/O操作完成后，時(shí)間的狀態(tài)會(huì)變成“已傳信”狀態(tài)，也就是激發(fā)狀態(tài)。

來看一下WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)：

[cpp]?view plaincopy

typedef?struct?_WSAOVERLAPPED?{??

????DWORD????Internal;??

????DWORD????InternalHigh;??

????DWORD????Offset;??

????DWORD????OffsetHigh;//上面參數(shù)都是由系統(tǒng)在內(nèi)部使用，不是由應(yīng)用程序直接進(jìn)行處理或使用。??

????WSAEVENT?hEvent;//允許應(yīng)用程序?qū)⒁粋€(gè)事件對象句柄同一個(gè)套接字關(guān)聯(lián)起來。??

}?WSAOVERLAPPED,?FAR?*?LPWSAOVERLAPPED;??

??

typedef?struct?_WSAOVERLAPPED?{??

??ULONG_PTR?Internal;??

??ULONG_PTR?InternalHigh;??

??union?{??

?????struct?{??

???????DWORD?Offset;??

???????DWORD?OffsetHigh;??

?????};????PVOID?Pointer;??

??};??

??HANDLE?hEvent;??

}?WSAOVERLAPPED,??*LPWSAOVERLAPPED;??

當(dāng)重疊I/O請求完成后，應(yīng)用程序要負(fù)責(zé)取回重疊I/O操作的結(jié)果，一個(gè)重疊請求操作最終完成后，在事件通知方法中，winsock會(huì)更改與一個(gè)WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)對應(yīng)的一個(gè)事件對象的事件傳信狀態(tài)， 將它從“未傳信”變?yōu)椤耙褌餍拧薄?? ?由于一個(gè)事件對象已分配給WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)，所以只需要簡單滴調(diào)用WSAWaitForMultipleEvents函數(shù)，從而判斷出一個(gè)重疊I/O調(diào)用在什么時(shí)候完成。

還有一個(gè)函數(shù)是取得重疊結(jié)構(gòu)，他是WSAGetOverlappedResult函數(shù)，他是在發(fā)現(xiàn)一次重疊請求完成后才可以執(zhí)行。用來判斷這個(gè)重疊調(diào)用到底是成功還是失敗。

[cpp]?view plaincopy

BOOL?WSAAPI?WSAGetOverlappedResult(??

??__in??????????SOCKET?s,//指定在重疊操作開始的時(shí)候，與之對應(yīng)的那個(gè)套接字??

??__in??????????LPWSAOVERLAPPED?lpOverlapped,//一個(gè)指針，對應(yīng)于在重疊操作開始時(shí)。??

??__out?????????LPDWORD?lpcbTransfer,//一個(gè)指針，對應(yīng)一個(gè)DWORD變量，負(fù)責(zé)接收一次重疊發(fā)送/接收操作時(shí)機(jī)傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)。??

??__in??????????BOOL?fWait,//用于決定函數(shù)是否應(yīng)該等待一次待解決的重疊操作完成。TRUE：除非操作完成，否則函數(shù)不會(huì)返回。?FALSE：并且函數(shù)處于待解決狀態(tài)，那么函數(shù)返回FALSE，同時(shí)返回WSAIOINCOMPLETE錯(cuò)誤。???目前，這個(gè)參數(shù)無論設(shè)置什么都沒有任何效果。??

??__out?????????LPDWORD?lpdwFlags//一個(gè)指針，指向DWORD負(fù)責(zé)接收結(jié)果標(biāo)志。??

);??

當(dāng)函數(shù)調(diào)用成功那么就會(huì)返回TRUE， 表示重疊操作成功，并且lpcbTransfer參數(shù)指向的值已進(jìn)行了更新。 ?

如果反回了FALSE，那么可能是由于某種原因造成了錯(cuò)誤：

1、重疊I/O已經(jīng)完成，但是又錯(cuò)誤；

2、重疊I/O操作仍處于待解決狀態(tài)；

3、重疊操作的完成狀態(tài)不能判斷，因?yàn)楹瘮?shù)的參數(shù)存在錯(cuò)誤。

當(dāng)函數(shù)失敗后，lpcbTransfer參數(shù)指向的值不會(huì)進(jìn)行更新，而且我們的應(yīng)用程序應(yīng)調(diào)用WSAGerLastError函數(shù)來調(diào)查到底是什么原因造成的。

OK,下面來看一下重疊I/O的編程步驟:

1、創(chuàng)建套接字，開始在指定的端口上監(jiān)聽連接請求。

[cpp]?view plaincopy

SOCKET　　　　　　　　?ListenSocket,　　　　　　　　　　　　?//?監(jiān)聽套接字??

AcceptSocket;　　　　　　　　　　　　?//?與客戶端通信的套接字??

WSAOVERLAPPED　?AcceptOverlapped;　　　　?//?重疊結(jié)構(gòu)一個(gè)??

WSABUF　　　　?DataBuf[DATA_BUFSIZE]?;　　　?　　???

WSADATA?wsaData;??

WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData);??

??

ListenSocket?=?socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);　?//創(chuàng)建TCP套接字??

??

SOCKADDR_IN?ServerAddr;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?//分配端口及協(xié)議族并綁定??

ServerAddr.sin_family=AF_INET;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　???

ServerAddr.sin_addr.S_un.S_addr　?=htonl(INADDR_ANY);　　　　　　　　　???

ServerAddr.sin_port=htons(8888);??

??

bind(ListenSocket,(LPSOCKADDR)&ServerAddr,?sizeof(ServerAddr));?//?綁定套接字??

??

listen(ListenSocket,?5);　　　　　　　　　　　　　　　??

2、接受一個(gè)客戶端進(jìn)入的連接請求。

[cpp]?view plaincopy

AcceptSocket?=?accept?(ListenSocket,?NULL,NULL)?;???

當(dāng)然，這里是我偷懶，如果想要獲得連入客戶端的信息（記得論壇上也常有人問到），accept的后兩個(gè)參數(shù)就不要用NULL，而是這樣??

SOCKADDR_IN?ClientAddr;　　　　　　　　　　　　　　　　　　?//?定義一個(gè)客戶端得地址結(jié)構(gòu)作為參數(shù)??

int?addr_length=sizeof(ClientAddr);??

AcceptSocket?=?accept(ListenSocket,(SOCKADDR*)&ClientAddr,?&addr_length);??

//?于是乎，我們就可以輕松得知連入客戶端的信息了??

LPCTSTR?lpIP?=　?inet_ntoa(ClientAddr.sin_addr);　　　　　?//?IP??

UINT?nPort?=?ClientAddr.sin_port;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?//?Port??

3、為接受的套接字創(chuàng)建一個(gè)WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)，并給這個(gè)結(jié)構(gòu)分配一個(gè)事件對象句柄，同時(shí)將該事件對象句柄分配給一個(gè)事件數(shù)組，以便稍后WSAWaitForMultipleEvents函數(shù)使用。

[cpp]?view plaincopy

WSAEVENT　?EventArray[WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS];　???

DWORD　　　　?dwEventTotal?=?0,　　　　　　　　　　　?//?程序中事件的總數(shù)??

dwRecvBytes?=?0,　　　　　　　　　　　?//?接收到的字符長度??

Flags?=?0;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?//?WSARecv的參數(shù)??

??

#define?DATA_BUFSIZE　　　　?4096　　　　　　　　　?//?接收緩沖區(qū)大小??

[cpp]?view plaincopy

//?創(chuàng)建一個(gè)事件??

//?dwEventTotal可以暫時(shí)先作為Event數(shù)組的索引??

EventArray[dwEventTotal]?=?WSACreateEvent();　　　　　???

??

ZeroMemory(&AcceptOverlapped,?sizeof(WSAOVERLAPPED));　　　　　?//?置零??

AcceptOverlapped.hEvent?=?EventArray[dwEventTotal];　　　　　　　　　　　?//?關(guān)聯(lián)事件??

??

char?buffer[DATA_BUFSIZE];??

ZeroMemory(buffer,?DATA_BUFSIZE);??

DataBuf.len?=?DATA_BUFSIZE;??

DataBuf.buf?=?buffer;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?//?初始化一個(gè)WSABUF結(jié)構(gòu)??

dwEventTotal?++;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?//?總數(shù)加一??

4、在套接字上投遞一個(gè)異步WSARecv請求，指定參數(shù)為WSAOVERLAPPED結(jié)構(gòu)，注意函數(shù)通常會(huì)以失敗告終，返回SOCKET_ERROR錯(cuò)誤狀態(tài)WSA_IO_PENDING（I/O操作沒有完成）。

[cpp]?view plaincopy

if(WSARecv(AcceptSocket?,&DataBuf,1,&dwRecvBytes,&Flags,??

&?AcceptOverlapped,?NULL)?==?SOCKET_ERROR)??

{???

//?返回WSA_IO_PENDING是正常情況，表示IO操作正在進(jìn)行，不能立即完成??

//?如果不是WSA_IO_PENDING錯(cuò)誤，就大事不好了~~~~~~！！！??

if(WSAGetLastError()?!=?WSA_IO_PENDING)　　　???

{??

//?那就只能關(guān)閉大吉了??

closesocket(AcceptSocket);??

WSACloseEvent(EventArray[dwEventTotal]);??

}??

}??

5、使用步驟3的事件數(shù)組，調(diào)用WSAWaitForMultipleEvents函數(shù)，并等待與重疊調(diào)用關(guān)聯(lián)在一起的事件進(jìn)入“已傳信”狀態(tài)。

6、WSAWaitForMultipleEvents函數(shù)返回后，針對“已傳信”狀態(tài)的事件，調(diào)用WSAResultEvent函數(shù)來重置事件，從而重設(shè)事件對象，并對完成的重疊請求進(jìn)行處理。

[cpp]?view plaincopy

WSAResetEvent(EventArray[dwIndex]);??

[cpp]?view plaincopy

DWORD?dwIndex;??

//?等候重疊I/O調(diào)用結(jié)束??

//?因?yàn)槲覀儼咽录蚈verlapped綁定在一起，重疊操作完成后我們會(huì)接到事件通知??

dwIndex?=?WSAWaitForMultipleEvents(dwEventTotal,???

EventArray?,FALSE?,WSA_INFINITE,FALSE);??

//?注意這里返回的Index并非是事件在數(shù)組里的Index，而是需要減去WSA_WAIT_EVENT_0??

dwIndex?=?dwIndex?–?WSA_WAIT_EVENT_0;??

7、使用WSAGetOverlappedResult函數(shù)來判斷重疊調(diào)用的返回狀態(tài)是什么。

[cpp]?view plaincopy

DWORD?dwBytesTransferred;??

WSAGetOverlappedResult(?AcceptSocket,?AcceptOverlapped?,??

&dwBytesTransferred,?FALSE,?&Flags);??

//?先檢查通信對方是否已經(jīng)關(guān)閉連接??

//?如果==0則表示連接已經(jīng)，則關(guān)閉套接字??

if(dwBytesTransferred?==?0)??

{??

closesocket(AcceptSocket);??

WSACloseEvent(EventArray[dwIndex]);　　　?//?關(guān)閉事件??

return;??

}??

8、在套接字上投遞另一個(gè)重疊WSARecv請求。

9、重復(fù)5到8。

在上文中我們提到一個(gè)AcceptEx函數(shù)，這個(gè)函數(shù)是在重疊I/O模型中允許以一種重疊方式，事件對客戶端連接。他位于Mswsock.h頭文件以及Mswsock.lib庫文件中。

這個(gè)函數(shù)和accept的區(qū)別是：我們必須提供接受的套接字，而不是讓函數(shù)自動(dòng)為我們創(chuàng)建。

[cpp]?view plaincopy

BOOL?AcceptEx(??

??__in??????????SOCKET?sListenSocket,//一個(gè)監(jiān)聽套接字??

??__in??????????SOCKET?sAcceptSocket,//指定另一個(gè)套接字，負(fù)責(zé)對進(jìn)入連接請求的“接受”??

??__in??????????PVOID?lpOutputBuffer,//指定一個(gè)特殊的緩沖區(qū)，因?yàn)橐?fù)責(zé)三種數(shù)據(jù)的接收，服務(wù)器的本地地址，客戶端的遠(yuǎn)程地址和新建連接上發(fā)送的第一個(gè)數(shù)據(jù)塊。??

??__in??????????DWORD?dwReceiveDataLength,//以字節(jié)為單位，指定在lpOutputBuffer緩沖區(qū)中，保留多大的空間來接收數(shù)據(jù)。??如果傳0，那么就不會(huì)再接收任何數(shù)據(jù)了。??

??__in??????????DWORD?dwLocalAddressLength,//??

??__in??????????DWORD?dwRemoteAddressLength,//和上一個(gè)參數(shù)以字節(jié)為單位指定在lpOutputBuffer緩沖區(qū)中，保留多大空間，在一個(gè)套接字被接受的時(shí)候，用于本地和遠(yuǎn)程地址信息的保存??

??__out?????????LPDWORD?lpdwBytesReceived,//用于返回接收到的實(shí)際數(shù)據(jù)量，以字節(jié)為單位。只有在以同步方式完成的前提下，才會(huì)設(shè)置這個(gè)參數(shù)。??

??__in??????????LPOVERLAPPED?lpOverlapped//對應(yīng)的是一個(gè)OVERLAPPED結(jié)構(gòu)，允許AcceptEx以一種異步方式工作。?前面說過，只有在一個(gè)重疊I/O應(yīng)用中，這個(gè)函數(shù)才需要使用事件對象通知機(jī)制。??

);??

要知道AcceptEx函數(shù)只能由這里給大家說的“事件通知”方式獲取異步I/O請求的結(jié)果，在"完成例程”中是無法使用的。

下面給出win32重疊io，來讀取文件：

[cpp]?view plaincopy

char?buf[512*10000];??

int?readdata(void)??

{??

????BOOL?bRet;???//返回值??

????HANDLE?hFile;???//文件指針??

????DWORD?numRead;???//讀取數(shù)據(jù)長度??

????OVERLAPPED?overlapped;???//I/O結(jié)構(gòu)??

??????

????hFile?=?CreateFile("..\\se.zip",?GENERIC_READ,?FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE,?NULL,?OPEN_EXISTING,???

???????????????????????FILE_FLAG_OVERLAPPEN,?NULL);??

??????

????if?(INVALID_HANDLE_VALUE?==?hFile)??

????{??

????????return?-1;??

????}??

??????

????memset(buf,?0,?sizeof(char)?*?512*10000);???//初始化緩沖區(qū)??

????memset(&overlapped,?0,?sizeof(overlapped));???//初始化overlapped??

????overlapped.Offset?=?0;????//讀文件的位置??

??????

????bRet?=?ReadFile(hFile,?buf,?512*10000,?&numRead,?&overlapped);??

??????

????if(TRUE?==?bRet)??//讀取數(shù)據(jù)成功??

????{??

????????//讀取數(shù)據(jù)完畢??

????}??

????else??//重疊io操作??

????{??

????????if?(ERROR_IO_PENDING?==?GetLastError())??//讀取操作等待中??

????????{??

????????????WaitForSingleObject(hFile,?INFINITE);???//等待文件句柄被激活??

????????????//讀取結(jié)果??

????????????bRet?=?GetOverlappedResult(hFile,?&overlapped,?&numRead,?TRUE);??

????????????if(TRUE?==?bRet)??

????????????{??

???????????????//讀取數(shù)據(jù)完畢??

???????????????//處理數(shù)據(jù)??

????????????}??

????????????else??

????????????{??

????????????//處理錯(cuò)誤??

????????????}??

????????}??

????????else??

????????{??

????????//處理錯(cuò)誤??

????????}??

????}??

????CloseHandle(hFile);??

}??

??

}??

下面將講述完成端口，那個(gè)更加高效，但是也更加困難；

2012/9/2

jofranks 于南昌

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【网络编程】之十、重叠IO Overlapped IO的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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