c# AcceptEx与完成端口（IOCP）结合的示例

这篇文章主要介绍了c# AcceptEx与完成端口（IOCP）结合的示例，帮助大家更好的理解和学习使用c#，感兴趣的朋友可以了解下

前言

在windows平台下实现高性能网络服务器，iocp（完成端口）是唯一选择。编写网络服务器面临的问题有：

1 快速接收客户端的连接。

2 快速收发数据。

3 快速处理数据。本文主要解决第一个问题。

AcceptEx函数定义

 BOOL AcceptEx( SOCKET  sListenSocket, SOCKET  sAcceptSocket, PVOID  lpOutputBuffer, DWORD  dwReceiveDataLength, DWORD  dwLocalAddressLength, DWORD  dwRemoteAddressLength, LPDWORD  lpdwBytesReceived, LPOVERLAPPED lpOverlapped );

为什么要用AcceptEx

传统的accept函数能满足大部分场景的需要；但在某些极端条件下，必须使用acceptEx来实现。两个函数的区别如下：

1）accept是阻塞的；在一个端口监听，必须启动一个专用线程调用accept。当然也可以用迂回的方式，绕过这个限制，处理起来会很麻烦，见文章单线程实现同时监听多个端口。acceptEx是异步的，可以同时对很多端口监听（监听端口的数量没有上限的限制）。采用迂回的方式，使用accept监听，一个线程最多监听64个端口。这一点可能不是AcceptEx最大优点，毕竟同时对多个端口监听的情况非常少见。

2）AcceptEx可以返回更多的数据。a）AcceptEx可以返回本地和对方ip地址和端口；而不需要调用函数getsockname和getpeername获取网络地址了。b）AcceptEx可以再接收到一段数据后，再返回。这种做法有利有弊，一般不建议这样做。

3）AcceptEx是先准备套接字（socket）后接收。为了应对突发的连接高峰，可以多次投放AcceptEx。accept是事后建立SOCKET，就是tcp三次握手完成后，accept调用才返回，再生成socket。生成套接字是相对比较耗时的操作，accept的方式无法及时处理突发连接。对于AcceptEx的处理方式为建议做如下处理：一个线程负责创建socket，一个线程负责处理AcceptEx返回。

以上仅仅通过文字说明了AcceptEx的特点。下面通过具体代码，逐一剖析。我将AcceptEx的处理封装到类IocpAcceptEx中。编写该类时，尽量做到高内聚低耦合，使该类可以方便的被其他模块使用。

IocpAcceptEx外部功能说明

 class IocpAcceptEx { public: IocpAcceptEx(); ~IocpAcceptEx(); //设置回调接口。当accept成功，调用回调接口。 void SetCallback(IAcceptCallback* callback); // 增加监听端口 void AddListenPort(UINT16 port); //启动服务 BOOL Start(); void Stop(); 。。。以下代码省略 } #define POST_ACCEPT 1 //使用IocpAcceptEx类，必须实现该接口。接收客户端的连接 class IAcceptCallback { public: virtual void OnAcceptClient(SOCKET hSocketClient, UINT16 nListenPort) = 0; };

该类的调用函数很简单，对外接口也很明确。说明该类的职责很清楚，这也符合单一职责原则。

实现步骤说明

AcceptEx不但需要与监听端口绑定，还需要与完成端口绑定。所以程序的第一步是创建完成端口：

a）创建完成端口

 m_hIocp = CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, NULL, 0); if (m_hIocp == NULL) return FALSE;

b）监听端口创建与绑定

 //生成套接字 SOCKET serverSocket = WSASocket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP, NULL, 0, WSA_FLAG_OVERLAPPED); if (serverSocket == INVALID_SOCKET) { return false; } //绑定 SOCKADDR_IN addr; memset(&addr, 0, sizeof(addr)); addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY ; addr.sin_port = htons(port); if (bind(serverSocket, (sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) != 0) { closesocket(serverSocket); serverSocket = INVALID_SOCKET; return false; } //启动监听 if (listen(serverSocket, SOMAXCONN) != 0) { closesocket(serverSocket); serverSocket = INVALID_SOCKET; return false; } //监听端口与完成端口绑定 if (CreateIoCompletionPort((HANDLE)serverSocket, m_hIocp, (ULONG_PTR)this, 0) == NULL) { closesocket(serverSocket); serverSocket = INVALID_SOCKET; return false; }

c）投递AcceptEx

 struct AcceptOverlapped { OVERLAPPED  overlap; INT32 opType; SOCKET serverSocket; SOCKET clientSocket; char lpOutputBuf[128]; DWORD dwBytes; }; int IocpAcceptEx::NewAccept(SOCKET serverSocket) { //创建socket SOCKET _socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); AcceptOverlapped *ov = new AcceptOverlapped(); ZeroMemory(ov,sizeof(AcceptOverlapped)); ov->opType = POST_ACCEPT; ov->clientSocket = _socket; ov->serverSocket = serverSocket; //存放网络地址的长度 int addrLen = sizeof(sockaddr_in) + 16; int bRetVal = AcceptEx(serverSocket, _socket, ov->lpOutputBuf, 0,addrLen, addrLen, &ov->dwBytes, (LPOVERLAPPED)ov); if (bRetVal == FALSE) { int error = WSAGetLastError(); if (error != WSA_IO_PENDING) { closesocket(_socket); return 0; } } return 1; }

AcceptEx是非阻塞操作，调用会立即返回。当有客户端连接时，怎么得到通知。答案是通过完成端口返回。注意有一个步骤：监听端口与完成端口绑定，就是serverSocket与m_hIocp绑定，所以当有客户端连接serverSocket时，m_hIocp会得到通知。需要生成线程，等待完成端口的通知。

d)通过完成端口，获取通知

 DWORD dwBytesTransferred; ULONG_PTR Key; BOOL rc; int error; AcceptOverlapped *lpPerIOData = NULL; while (m_bServerStart) { error = NO_ERROR; rc = GetQueuedCompletionStatus( m_hIocp, &dwBytesTransferred, &Key, (LPOVERLAPPED *)&lpPerIOData, INFINITE); if (rc == FALSE) { error = 0; if (lpPerIOData == NULL) { DWORD lastError = GetLastError(); if (lastError == WAIT_TIMEOUT) { continue; } else { assert(false); return lastError; } } } if (lpPerIOData != NULL) { switch (lpPerIOData->opType) { case POST_ACCEPT: { OnIocpAccept(lpPerIOData, dwBytesTransferred, error); } break; } } else { } } return 0;

 DWORD WINAPI IocpAcceptEx::AcceptExThreadPool(PVOID pContext) { ThreadPoolParam *param = (ThreadPoolParam*)pContext; param->pIocpAcceptEx->NewAccept(param->ServeSocket); delete param; return 0; } int IocpAcceptEx::OnIocpAccept(AcceptOverlapped *acceptData, int transLen, int error) { m_IAcceptCallback->OnAcceptClient(acceptData->clientSocket, acceptData->serverSocket); //当一个AcceptEx返回，需要投递一个新的AcceptEx。 //使用线程池好像有点小题大做。前文已说过，套接字的创建相对是比较耗时的操作。 //如果不在线程池投递AcceptEx，AcceptEx的优点就被抹杀了。 ThreadPoolParam *param = new ThreadPoolParam(); param->pIocpAcceptEx = this; param->ServeSocket = acceptData->serverSocket; QueueUserWorkItem(AcceptExThreadPool, this, 0); delete acceptData; return 0; }