Как использовать IOCP в Windows и реализовать многоклиентский сервер с C++

В системе Windows вы можете использовать IOCP(Порты завершения ввода/вывода) для достижения высокопроизводительного механизма мультиплексирования ввода/вывода. IOCPЭто эффективный механизм асинхронного ввода-вывода в системе Windows, который можно использовать для реализации сетевых серверов с высокой степенью параллелизма. Ниже приведены IOCPосновные шаги, необходимые для реализации многоклиентского сервера:

1. создать сокет

socketСоздайте сокет сервера TCP , используя функцию, например:

#include <winsock2.h>

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

SOCKET server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
struct sockaddr_in server_address;
server_address.sin_family = AF_INET;
server_address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
server_address.sin_port = htons(8888);
bind(server_socket, (struct sockaddr*)&server_address, sizeof(server_address));
listen(server_socket, 10);

1. Создайте объект IOCP

Используйте CreateIoCompletionPortфункцию, чтобы создать объект IOCP и связать сокет сервера с объектом IOCP, например:

HANDLE iocp = CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, 0, 0);
CreateIoCompletionPort((HANDLE)server_socket, iocp, 0, 0);

1. Обработка запросов на подключение

Используйте AcceptExфункцию для мониторинга клиентских запросов на подключение и связывайте новый клиентский сокет с объектом IOCP, например:

LPFN_ACCEPTEX AcceptExFunc;
GUID GuidAcceptEx = WSAID_ACCEPTEX;
DWORD dwBytes = 0;
WSAIoctl(server_socket, SIO_GET_EXTENSION_FUNCTION_POINTER, &GuidAcceptEx, sizeof(GuidAcceptEx), &AcceptExFunc, sizeof(AcceptExFunc), &dwBytes, NULL, NULL);

SOCKET client_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
int address_length = sizeof(struct sockaddr_in);
char accept_buffer[2 * (sizeof(struct sockaddr_in) + 16)];
AcceptExFunc(server_socket, client_socket, accept_buffer, 0, sizeof(struct sockaddr_in) + 16, sizeof(struct sockaddr_in) + 16, NULL, NULL);
CreateIoCompletionPort((HANDLE)client_socket, iocp, (ULONG_PTR)client_socket, 0);

1. Обработка событий завершения ввода/вывода

Используйте GetQueuedCompletionStatusфункции для получения событий завершения ввода-вывода и обработки операций чтения и записи, например:

while (true) {
    DWORD bytes_transferred = 0;
    ULONG_PTR completion_key = 0;
    LPOVERLAPPED overlapped = NULL;
    GetQueuedCompletionStatus(iocp, &bytes_transferred, &completion_key, &overlapped, INFINITE);

    if (bytes_transferred == 0) {
        closesocket((SOCKET)completion_key);
        printf("Client disconnected\n");
        continue;
    }

    SOCKET client_socket = (SOCKET)completion_key;
    if (overlapped == NULL) {
        char buffer[1024] = {0};
        recv(client_socket, buffer, bytes_transferred, 0);
        printf("Received data: %s\n", buffer);
    } else {
        WSABUF buffer;
        buffer.buf = new char[1024];
        buffer.len = 1024;
        DWORD flags = 0;
        WSARecv(client_socket, &buffer, 1, NULL, &flags, overlapped, NULL);
    }
}

1. отправить данные

Используйте клиентский сокет для отправки данных, например:

char* data = "Hello, world!";
send(client_socket, data, strlen(data), 0);

Выше приведены IOCPосновные шаги для реализации многоклиентского сервера.Следует отметить, что IOCPкод относительно сложен, и необходимо понимать такие понятия, как асинхронный ввод-вывод и программирование, управляемое событиями.