windows网络模型

Windows提供了四种异步IO技术，机制几乎时相同的，区别在于通知结果的方式不同：

1、通过注册的消息函数进行通知

2、通过内核event事件进行通知

3、通过称为完成例程的回调函数进行通知

4、通过完成端口进行通知

WSAAsyncSelect

过程：创建一个套接字后，调用WSAAsyncSelect函数对该套接字注册感兴趣的网络事件，例如accept，read，write等，并且注册对应的Windows 消息，当然要先定义好消息响应函数，这样当某个注册的socket有消息时，就会主动去调用消息响应函数，该函数首先去判断发生了什么网络消息，以及是哪个socket发生了消息，然后调用socket对应的函数进行处理完成了。

与select的区别

1、select函数是阻塞的，WSAAsyncSelect是非阻塞的，当没有网络消息时，select会一直阻塞在该函数这里，WSAAsyncSelect则不会。

2、select是同步的，WSAAsyncSelect是异步的，因为WSAAsyncSelect在有消息响应时会自动去调用消息响应函数，相当于异步的回调函数。

3、WSAAsyncSelect是基于Windows消息的，参数也需要窗口句柄，需要依赖窗口的存在，所以mfc中的封装类CSocket和CAsyncSocket就是基于WSAAsyncSelect实现的。select是不需要窗口句柄的。

4、socket被WSAAsyncSelect注册之后，自动变为非阻塞的。而select里的socket还是阻塞的。

5、select和WSAAsyncSelect所能处理的socket数目是可以调整的，select可以调整FD_SIZE来改变数目，WSAAsyncSelect只要消息能响应及时就没问题。

WSAEventSelect

过程：每得到一个新的socket，调用WSACreateEvent就创建一个内核事件，然后调用WSAEventSelect将该内核事件与socket绑定起来，用两个数组，一个用来存储socket，一个用来存储对应的event，位置要一一对应，创建好之后调用WSAWaitForMultipleEvents来等待event数组，有event事件时，该函数返回有消息事件在数组中的索引，根据索引得到有消息的socket和event，并判断出是发生了什么网络消息，然后再进行处理就可以了。

说明

1、该模型是基于event内核事件的，因此不像基于WSAAsyncSelect基于消息那样需要有窗口才行。

2、调用WSAEventSelect之后，socket也是变为非阻塞的。

3、受WSAWaitForMultipleEvents的限制，该函数一次最多只能处理64个事件对象。因此如果想要多于这个数目，一种方法是加开线程.

重叠IO

过程：得到一个新的socket连接时，为该socket创建一个重叠IO和event事件，绑定起来，然后用WSARecv投递调用，调用WSAWaitForMultipleEvents函数等待与重叠IO关联在一起的事件变为已触发状态，WSAWaitForMultipleEvents返回后，调用WSAResetEvent函数，将该事件对象恢复为未触发态。调用WSAGetOverlappedResult函数判断重叠IO的完成状态。处理完之后重新调用WSARecv投递请求。上面是通过事件通知的过程，也可以完成例程即在WSARecv中注册回调函数来完成消息通知。

说明

1、重叠IO延续了win32 IO模型。从发送和接收的角度来看，重叠IO模型与前面介绍的Select模型、WSAAsyncSelect模型和WSAEventSelect模型都不同。因为在这三个模型中IO操作还是同步的，例如：在应用程序调用recv函数时，都会在recv函数内阻塞，直到接收数据完毕后才返回。而重叠IO模型会在调用recv后立即返回。等数据准备好后再通知应用程序。

2、系统向应用程序发送通知的形式有两种：一是事件通知。二是完成例程。后面将会介绍这两种形式。

3、在Windows socket中，接收数据的过程可以分为：等待数据和将数据从系统复制到用户空间两个阶段。各种IO模型的区别在于这两个阶段上。

前三个模型的第一个阶段的区别： select模型利用select函数主动检查系统中套接字是否满足可读条件。WSAAsyncSelect模型和WSAEventSelect模型则被动等待系统的通知。

第二个阶段的区别：此阶段前三个模型基本相同，在将数据从系统复制到用户缓冲区时，线程阻塞。而重叠IO与它们都不同，应用程序在调用输入函数后，只需等待接收系统完成的IO操作完成通知。

iocp

过程

1、创建一个服务线程，调用WSASocket创建监听套接字，并完成固定的初始化过程，使用WSAAccept开始监听，开始监听

2、事先调用CreateIoCompletionPort创建一个完成端口，当收到请求socket之后，在调用这个函数将它加入到完成端口队列中，

3、加入之后，还要为该socket创建一个接收的重叠IO和缓存，然后通过WSARecv函数将套接字，重叠IO和缓存一起投递出去

4、上面就是服务线程的处理流程，接下来开启多个工作线程，来处理每个连接

5、在工作者线程中，调用GetQueuedCompletionStatus函数不断查询各IO状态，当有IO有消息时，该函数返回，并返回有消息的IO和套接字，拿出数据之后，对IO进行初始化之后，再通过WSARecv函数把这个IO投递进去准备接收下一个网络消息。

说明

1、这里的异步在于把一个分配了重叠IO和缓存空间的socket放进IOCP之后，就不需要对这个连接进行专门的处理，接下里就是通用的操作，不断的查询IOCP队列里各连接的状态，当IOCP在系统内部完成数据处理，把数据放到该连接的缓存空间之后，才发出消息通知，然后端口函数把重叠IO从队列中取出，得到里面的数据处理，然后清空数据，再把这个重叠投递到队列里，接收下一次的消息。

2、使用重叠IO可以直接得到数据，避免了阻塞recv中将数据从系统空间复制到用户空间这一阻塞过程。这只是它效率高的一个因素，它还维护一个队列，来自动监控是否有消息到来，每个线程能处理的队列的数目是没有限制，要看实际效果而定，同时灵活方便扩展线程，用一个线程或几个线程都可以，当然线程数目也要考虑到CPU的数目。并且重叠IO利用事件通知时，每个线程有64的限制，使用完成例程的回调函数，这样多线程的优势就得不到利用。