【windows核心编程】IO完成端口(IOCP)复制文件小例前简单说明

1、关于IOCP

IOCP即IO完成端口，是一种高伸缩高效率的异步IO方式，一个设备或文件与一个IO完成端口相关联，当文件或设备的异步IO操作完成的时候，去IO完成端口的【完成队列】取一项，根据完成键(Complete Key)来判断是哪个设备或文件的操作完成，然后再根据实际情况进行处理。

2、相关API 和 数据结构

  将一个已完成的IO通知追加到IOCP的【完成队列】中

BOOL   PostQueuedCompletionStatus(

HANDLE    hCompletionPort,     //IO完成端口

DWORD    dwNumBytes,          //传输的字节数

ULONG_PTR  completionKey,    //完成键

OVERLAPPED*   pOverlapped    //设备或文件发送异步IO请求时的关联OVERLAPPED结构指针

)

 从【完成队列】中取一项

BOOL    GetWQueuedCompletionStatus(

HANDLE       hCompletionPort,    //IOCP

PWORD       pdwNumberOfBytesTransferred, //已传输字节数

PULONG_PTR   pCompletionKey,    //完成键

OVERLAPPED**  ppOverlapped,     //与文件或设备关联的OVERLAPPED结构，指针的指针，[out]

DWORD    dwMilliseconds               //等待时间

)

  创建IOCP 或 将一个文件/设备与一个IOCP关联起来

HANDLE WINAPI CreateIoCompletionPort(
  __in      HANDLE FileHandle,               //文件 设备句柄
  __in_opt  HANDLE ExistingCompletionPort,   //一个IOCP句柄
  __in      ULONG_PTR CompletionKey,         //完成键
  __in      DWORD NumberOfConcurrentThreads  //允许运行的最大线程数量
);

新建
HANDLE  hIOCP = CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, 0, 一个数量);

关联
CreateIoCompletionPort(hFile, hIOCP, CK_XXX, 一个数量);

OVERLAPPED结构

typedef struct _OVERLAPPED {
  ULONG_PTR Internal;       //错误代码，系统管理
  ULONG_PTR InternalHigh;　　//传输自字节数 系统管理
  union {
    struct {
      DWORD Offset;         //起始偏移 地位， 需要特别注意：大文件时这个值容易溢出
      DWORD OffsetHigh;　　  //起始偏移 高位
    } ;
    PVOID  Pointer;
  } ;
  HANDLE    hEvent;         //事件内核对象
} OVERLAPPED, *LPOVERLAPPED;

 IOCP的五个数据结构

①设备列表

表示与该端口相关联的一个或多个设备

②IO完成队列  FIFO

包含已传输字节数、完成键、OVERLAPPED结构、错误代码等

当IO请求完成 或 调用PostQueuedCompletionStatus时 会往该队列中添加项

③等待线程队列  FILO

当线程池中每个线程调用GetQueuedCompletionStatus时，调用线程的线程标示符会被添加到这个等待线程队列，这使得IOCP始终都能够知道有哪些线程正在等待对已完成的IO请求进行处理。

④已释放线程列表

对IO请求后进行处理的线程由于某种原因被挂起后，又被唤醒，就进入以释放线程列表

⑤已暂停线程列表

对IO请求后进行处理的线程由于某种原因被挂起后进入已暂停线程列表

3、说明

IOCP中运行运行的最大线程数一般是CPU个数

线程池中的最大线程数一般是CPU个数的2倍

下一篇用一个复制文件的例子来演示一下IOCP的使用