前言
多年前開發(fā)了一套網(wǎng)絡(luò)庫，底層實現(xiàn)采用IOCP（完成端口）。該庫已在公司多個程序中應(yīng)用；經(jīng)過多次修改，長時間檢驗，已經(jīng)非常穩(wěn)定高效。
最近把以前的代碼梳理了一下，又加進了一些新的思路。代碼結(jié)構(gòu)更加合理，性能也有所提升。打算將該庫一些的知識點寫出來，以供參考。
服務(wù)端要在多個端口監(jiān)聽，這種場合并不多見。但作為一個完善的網(wǎng)絡(luò)庫，似乎有必要支持此功能的。
傳統(tǒng)實現(xiàn)方法
如果監(jiān)聽端口個數(shù)很少，也可以采用傳統(tǒng)的方法。因為accept函數(shù)是阻塞的，所以要實現(xiàn)在n個端口監(jiān)聽，就需要n個線程。如果監(jiān)聽端口個數(shù)不多，這也不是多大問題。如果監(jiān)聽端口多達幾十個，這種方法就有些不妥。線程也是一種資源，線程過多占用資源會增加；也會導(dǎo)致系統(tǒng)負(fù)擔(dān)加重。
更可行的實現(xiàn)方法
實現(xiàn)方法有些曲折，需要一步一步分析；基本的原理就是將socket句柄與事件（event）相關(guān)聯(lián)。Windows有相關(guān)的函數(shù)可以對多個事件監(jiān)聽，當(dāng)某個事件被觸發(fā)，就知道相應(yīng)的socket有事件到達。可以對該socket做accept，因為已經(jīng)確定該socket有事件了，所以accept函數(shù)會立即返回。這樣就達到對多個端口同時監(jiān)聽的目的。
1）生成socket，并與某個端口綁定
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struct LISTEN_SOCKET_INFO{ UINT16 listenPort; //監(jiān)聽端口 SOCKET listenSocket;//句柄 WSAEVENT netEvent; //socket對應(yīng)事件};int IocpAccept::CreateListenInfo(){ //m_listListenPort存儲要監(jiān)聽的端口；總個數(shù)不超過64個 std::vector<UINT16>::iterator pos = m_listListenPort.begin(); for (;pos != m_listListenPort.end();++pos) { //生成socket UINT16 listenPort = *pos; LISTEN_SOCKET_INFO socketInfo; socketInfo.listenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); socketInfo.listenPort = listenPort; //綁定端口 sockaddr_in InetAddr; InetAddr.sin_family = AF_INET; InetAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); InetAddr.sin_port = htons(listenPort); int ret = bind(socketInfo.listenSocket, (SOCKADDR *)&InetAddr, sizeof(InetAddr)); if (SOCKET_ERROR == ret) { ::closesocket(socketInfo.listenSocket); //綁定失敗 continue; } //生成事件 socketInfo.netEvent = WSACreateEvent(); //將socket句柄與事件關(guān)聯(lián)起來。只監(jiān)視socket的accept和close消息 ret = WSAEventSelect(socketInfo.listenSocket, socketInfo.netEvent, FD_ACCEPT | FD_CLOSE); if (SOCKET_ERROR == ret) { ::closesocket(socketInfo.listenSocket); continue; } // 啟動監(jiān)聽 ret = listen(socketInfo.listenSocket, 1000); if (SOCKET_ERROR == ret) { ::closesocket(socketInfo.listenSocket); continue; } m_listListenInfo.push_back(socketInfo); } return 0;} |
該函數(shù)已將需要的數(shù)據(jù)存儲在列表m_listListenInfo中。
2）啟動監(jiān)聽線程，對多個事件監(jiān)聽
對多個事件監(jiān)聽用到如下函數(shù)：
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DWORD WSAAPI WSAWaitForMultipleEvents( DWORD cEvents, const WSAEVENT *lphEvents, BOOL fWaitAll, DWORD dwTimeout, BOOL fAlertable ); |
該函數(shù)最多可以對64個事件做跟蹤，所以一個線程最多可以對64個端口做監(jiān)聽。（同時對超過64個端口監(jiān)聽的場合非常少見。本文不考慮。）
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//生成事件地址指針 int nEventTotal; WSAEVENT* pEventArray = CreateNetEventArray(&nEventTotal); if (nEventTotal == 0) return 0; assert(nEventTotal <= WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS); MSG msg; while (m_bServerStart) { // 同時對多個事件做監(jiān)聽 DWORD index = WSAWaitForMultipleEvents(nEventTotal, pEventArray, FALSE, 10000, FALSE); if (!m_bServerStart) return 0; //查看是哪個事件觸發(fā)函數(shù)返回 index = index - WSA_WAIT_EVENT_0; //客戶端連接事件 if ((index != WSA_WAIT_FAILED) && (index != WSA_WAIT_TIMEOUT)) { //pEventArray排序與m_listListenInfo一樣，所以可以根據(jù)index找到對應(yīng)的socket。 //就是該socket導(dǎo)致函數(shù)返回 LISTEN_SOCKET_INFO socketInfo = m_listListenInfo[index]; //查看具體是什么事件導(dǎo)致函數(shù)返回 WSANETWORKEVENTS NetworkEvents; WSAEnumNetworkEvents(socketInfo.listenSocket, pEventArray[index], &NetworkEvents); //如果是accept事件，說明有客戶端連接此端口 if (NetworkEvents.lNetworkEvents == FD_ACCEPT && NetworkEvents.iErrorCode[FD_ACCEPT_BIT] == 0) { //這時調(diào)用accept函數(shù)，會立即返回 AcceptListenPort(socketInfo.listenSocket, socketInfo.listenPort); } if (NetworkEvents.lNetworkEvents == FD_CLOSE && NetworkEvents.iErrorCode[FD_CLOSE_BIT] == 0) { assert(false); } } else { //因為超時等其他原因引起函數(shù)返回 } } |
下文accept函數(shù)調(diào)用，并不會阻塞。
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UINT IocpAccept::AcceptListenPort(SOCKET hListenSocket, UINT16 nListenPort){ SOCKET hClient = 0; SOCKADDR_IN localAddr; int iaddrSize = sizeof(SOCKADDR_IN); hClient = accept(hListenSocket, (struct sockaddr *)&localAddr, &iaddrSize); if (INVALID_SOCKET == hClient) { int nAccepetError = WSAGetLastError(); if (nAccepetError == WSAECONNRESET) { return 1; } else { return 0; } } else { //獲取了一個客戶端連接 OnAcceptClient(hClient, nListenPort); } return 0;} |
后記：
同時對多個端口做監(jiān)聽，可能還有更好的方法。如果對幾百個以上端口做監(jiān)聽，此方法可能就不太合適。通常情況下，對多個端口監(jiān)聽的場景比較少見，所以對更優(yōu)化的處理方法也沒深究。
代碼下載地址： https://download.csdn.net/download/qq_29939347/10691921
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