SOCKET编程登峰造极之完成端口（上）一、什么是完成端口？完成端口---是一种WINDOWS内核对象。完成端口用于异步方式的重叠I/0情况下，当然重叠I/O不一定非使用完成端口不可，还有设备内核对象、事件对象、告警I/0等。但是完成端口内部提供了线程池的管理，可以避免反复创建线程的开销，同时可以根据CPU的个数灵活的决定线程个数，而且可以让减少线程调度的次数从而提高性能。二、完成端口的内部机制1）创建完成端口完成端口是一个内核对象，使用时他总是要和至少一个有效的设备句柄进行关联，完成端口是一个复杂的内核对象，创建它的函数是：HANDLECreateIoCompletionPort(INHANDLEFileHandle,INHANDLEExistingCompletionPort,INULONG_PTRCompletionKey,INDWORDNumberOfConcurrentThreads);通常创建工作分两步：第一步，创建一个新的完成端口内核对象，可以使用下面的函数：HANDLECreateNewCompletionPort(DWORDdwNumberOfThreads){returnCreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE,NULL,NULL,dwNumberOfThreads);};第二步，将刚创建的完成端口和一个有效的设备句柄关联起来，可以使用下面的函数：boolAssicoateDeviceWithCompletionPort(HANDLEhCompPort,HANDLEhDevice,DWORDdwCompKey){HANDLEh=CreateIoCompletionPort(hDevice,hCompPort,dwCompKey,0);returnh==hCompPort;};说明a）CreateIoCompletionPort函数也可以一次性的既创建完成端口对象，又关联到一个有效的设备句柄b）CompletionKey是一个可以自己定义的参数，我们可以把一个结构的地址赋给它，然后在合适的时候取出来使用，最好要保证结构里面的内存不是分配在栈上，除非你有十分的把握内存会保留到你要使用的那一刻。c）NumberOfConcurrentThreads通常用来指定要允许同时运行的的线程的最大个数。通常我们指定为0，这样系统会根据CPU的个数来自动确定。创建和关联的动作完成后，系统会将完成端口关联的设备句柄、完成键作为一条纪录加入到这个完成端口的设备列表中。如果你有多个完成端口，就会有多个对应的设备列表。如果设备句柄被关闭，则表中自动删除该纪录。2）完成端口线程的工作原理完成端口可以帮助我们管理线程池，但是线程池中的线程需要我们使用_beginthreadex来创建，凭什么通知完成端口管理我们的新线程呢？答案在函数GetQueuedCompletionStatus。该函数原型：BOOLGetQueuedCompletionStatus(INHANDLECompletionPort,OUTLPDWORDlpNumberOfBytesTransferred,OUTPULONG_PTRlpCompletionKey,OUTLPOVERLAPPED*lpOverlapped,INDWORDdwMilliseconds);这个函数试图从指定的完成端口的I/0完成队列中抽取纪录。只有当重叠I/O动作完成的时候，完成队列中才有纪录。凡是调用这个函数的线程将被放入到完成端口的等待线程队列中，因此完成端口就可以在自己的线程池中帮助我们维护这个线程。完成端口的I/0完成队列中存放了当重叠I/0完成的结果----一条纪录，该纪录拥有四个字段，前三项就对应GetQueuedCompletionStatus函数的2、3、4参数，最后一个字段是错误信息dwError。我们也可以通过调用PostQueudCompletionStatus模拟完成了一个重叠I/0操作。当I/0完成队列中出现了纪录，完成端口将会检查等待线程队列，该队列中的线程都是通过调用GetQueuedCompletionStatus函数使自己加入队列的。等待线程队列很简单，只是保存了这些线程的ID。完成端口会按照后进先出的原则将一个线程队列的ID放入到释放线程列表中，同时该线程将从等待GetQueuedCompletionStatus函数返回的睡眠状态中变为可调度状态等待CPU的调度。基本上情况就是如此，所以我们的线程要想成为完成端口管理的线程，就必须要调用GetQueuedCompletionStatus函数。出于性能的优化，实际上完成端口还维护了一个暂停线程列表，具体细节可以参考《Windows高级编程指南》，我们现在知道的知识