c# AcceptEx与完成端口（IOCP）结合的示例
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
BOOLAcceptEx( SOCKETsListenSocket, SOCKETsAcceptSocket, PVOIDlpOutputBuffer, DWORDdwReceiveDataLength, DWORDdwLocalAddressLength, DWORDdwRemoteAddressLength, LPDWORDlpdwBytesReceived, LPOVERLAPPEDlpOverlapped );
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
classIocpAcceptEx
{
public:
IocpAcceptEx();
~IocpAcceptEx();
//设置回调接口。当accept成功，调用回调接口。
voidSetCallback(IAcceptCallback*callback);
//增加监听端口
voidAddListenPort(UINT16port);
//启动服务
BOOLStart();
voidStop();
。。。以下代码省略
}
#definePOST_ACCEPT1
//使用IocpAcceptEx类，必须实现该接口。接收客户端的连接
classIAcceptCallback
{
public:
virtualvoidOnAcceptClient(SOCKEThSocketClient,UINT16nListenPort)=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) returnFALSE;
b）监听端口创建与绑定
//生成套接字
SOCKETserverSocket=WSASocket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED);
if(serverSocket==INVALID_SOCKET)
{
returnfalse;
}
//绑定
SOCKADDR_INaddr;
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;
returnfalse;
}
//启动监听
if(listen(serverSocket,SOMAXCONN)!=0)
{
closesocket(serverSocket);
serverSocket=INVALID_SOCKET;
returnfalse;
}
//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;
returnfalse;
}
c）投递AcceptEx
structAcceptOverlapped
{
OVERLAPPEDoverlap;
INT32opType;
SOCKETserverSocket;
SOCKETclientSocket;
charlpOutputBuf[128];
DWORDdwBytes;
};
intIocpAcceptEx::NewAccept(SOCKETserverSocket)
{
//创建socket
SOCKET_socket=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);
AcceptOverlapped*ov=newAcceptOverlapped();
ZeroMemory(ov,sizeof(AcceptOverlapped));
ov->opType=POST_ACCEPT;
ov->clientSocket=_socket;
ov->serverSocket=serverSocket;
//存放网络地址的长度
intaddrLen=sizeof(sockaddr_in)+16;
intbRetVal=AcceptEx(serverSocket,_socket,ov->lpOutputBuf,
0,addrLen,addrLen,
&ov->dwBytes,(LPOVERLAPPED)ov);
if(bRetVal==FALSE)
{
interror=WSAGetLastError();
if(error!=WSA_IO_PENDING)
{
closesocket(_socket);
return0;
}
}
return1;
}
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
DWORDdwBytesTransferred;
ULONG_PTRKey;
BOOLrc;
interror;
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)
{
DWORDlastError=GetLastError();
if(lastError==WAIT_TIMEOUT)
{
continue;
}
else
{
assert(false);
returnlastError;
}
}
}
if(lpPerIOData!=NULL)
{
switch(lpPerIOData->opType)
{
casePOST_ACCEPT:
{
OnIocpAccept(lpPerIOData,dwBytesTransferred,error);
}
break;
}
}
else
{
}
}
return0;
DWORDWINAPIIocpAcceptEx::AcceptExThreadPool(PVOIDpContext)
{
ThreadPoolParam*param=(ThreadPoolParam*)pContext;
param->pIocpAcceptEx->NewAccept(param->ServeSocket);
deleteparam;
return0;
}
intIocpAcceptEx::OnIocpAccept(AcceptOverlapped*acceptData,inttransLen,interror)
{
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=newThreadPoolParam();
param->pIocpAcceptEx=this;
param->ServeSocket=acceptData->serverSocket;
QueueUserWorkItem(AcceptExThreadPool,this,0);
deleteacceptData;
return0;
}
后记
采用完成端口是提高IO处理能力的一个途径（广义上讲，通讯操作也是IO）。为了提高IO处理能力，windows提供很多异步操作函数，这些函数都与完成端口关联，所以这一类处理的思路基本一致。学会了AcceptEx的使用，可以做到触类旁通的效果。
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