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在C#中IOCP如何處理并發

c#
小樊
97
2024-09-14 20:29:37
欄目: 編程語言

在C#中,I/O Completion Ports (IOCP) 是一種高性能的I/O處理機制,它允許應用程序異步地處理多個并發連接

  1. 創建IOCP:使用CreateIoCompletionPort函數創建一個IOCP。這個函數返回一個句柄,表示創建的IOCP。

  2. 關聯文件句柄:使用CreateFileWSASocket函數創建一個文件句柄(例如,TCP套接字),然后使用BindIoCompletionCallback函數將其與IOCP關聯。這樣,當文件句柄上的I/O操作完成時,IOCP會收到通知。

  3. 發起異步I/O操作:使用異步I/O函數(如ReadFileWriteFileWSARecv/WSASend)發起I/O操作。這些函數會立即返回,而不會阻塞線程。當I/O操作完成時,IOCP會收到通知。

  4. 處理完成的I/O操作:使用GetQueuedCompletionStatus函數從IOCP獲取已完成的I/O操作。這個函數會阻塞,直到有一個I/O操作完成。當I/O操作完成時,可以處理相應的數據,然后繼續發起下一個異步I/O操作。

  5. 使用線程池處理I/O操作:為了提高性能,可以使用線程池(如C#的ThreadPool類)來處理從IOCP獲取的已完成的I/O操作。這樣,可以同時處理多個并發連接,而不需要為每個連接創建一個單獨的線程。

  6. 關閉IOCP:當不再需要IOCP時,使用CloseHandle函數關閉它。

下面是一個簡單的C#示例,展示了如何使用IOCP處理并發連接:

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading;

class IOCPServer
{
    private Socket _listener;
    private ManualResetEvent _acceptDone = new ManualResetEvent(false);

    public void Start(int port)
    {
        _listener = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
        _listener.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, port));
        _listener.Listen(10);

        Console.WriteLine("Server started, listening on port " + port);

        while (true)
        {
            _acceptDone.Reset();
            _listener.BeginAccept(AcceptCallback, null);
            _acceptDone.WaitOne();
        }
    }

    private void AcceptCallback(IAsyncResult ar)
    {
        _acceptDone.Set();

        Socket handler = _listener.EndAccept(ar);
        ThreadPool.QueueUserWorkItem(ProcessClient, handler);
    }

    private void ProcessClient(object state)
    {
        Socket handler = (Socket)state;
        byte[] buffer = new byte[1024];

        try
        {
            while (true)
            {
                int bytesRead = handler.Receive(buffer);
                if (bytesRead == 0) break; // Client disconnected

                string data = System.Text.Encoding.ASCII.GetString(buffer, 0, bytesRead);
                Console.WriteLine("Received: " + data);

                // Process the received data here
            }
        }
        catch (Exception e)
        {
            Console.WriteLine("Error processing client: " + e.Message);
        }
        finally
        {
            handler.Shutdown(SocketShutdown.Both);
            handler.Close();
        }
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        IOCPServer server = new IOCPServer();
        server.Start(8080);
    }
}

這個示例中,IOCPServer類創建一個TCP監聽器,并使用IOCP處理并發連接。當客戶端連接時,AcceptCallback函數被調用,它將客戶端套接字傳遞給ProcessClient函數,該函數在線程池中運行。這樣,服務器可以同時處理多個并發連接。

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