关于完成端口和重叠I/O的困惑

Question

#include "initsock.h"
#include <stdio.h>
#include <windows.h>// 初始化Winsock库
CInitSock theSock;#define BUFFER_SIZE 1024typedef struct _PER_HANDLE_DATA // per-handle数据
{
SOCKET s; // 对应的套节字句柄
sockaddr_in addr; // 客户方地址
} PER_HANDLE_DATA, *PPER_HANDLE_DATA;
typedef struct _PER_IO_DATA // per-I/O数据
{
OVERLAPPED ol; // 重叠结构
char buf[BUFFER_SIZE]; // 数据缓冲区
int nOperationType; // 操作类型
#define OP_READ   1
#define OP_WRITE  2
#define OP_ACCEPT 3
} PER_IO_DATA, *PPER_IO_DATA;
DWORD WINAPI ServerThread(LPVOID lpParam)
{
// 得到完成端口对象句柄
HANDLE hCompletion = (HANDLE)lpParam; DWORD dwTrans;
PPER_HANDLE_DATA pPerHandle;
PPER_IO_DATA pPerIO;
while(TRUE)
{
// 在关联到此完成端口的所有套节字上等待I/O完成
BOOL bOK = ::GetQueuedCompletionStatus(hCompletion, 
&dwTrans, (LPDWORD)&pPerHandle, (LPOVERLAPPED*)&pPerIO, WSA_INFINITE);
if(!bOK) // 在此套节字上有错误发生
{
::closesocket(pPerHandle->s);
::GlobalFree(pPerHandle);
::GlobalFree(pPerIO);
continue;
}

if(dwTrans == 0 && // 套节字被对方关闭
(pPerIO->nOperationType == OP_READ || pPerIO->nOperationType == OP_WRITE))

{
::closesocket(pPerHandle->s);
::GlobalFree(pPerHandle);
::GlobalFree(pPerIO);
continue;
} switch(pPerIO->nOperationType) // 通过per-I/O数据中的nOperationType域查看什么I/O请求完成了
{
case OP_READ: // 完成一个接收请求
{
pPerIO->buf[dwTrans] = '\0';
printf(pPerIO -> buf);

// 继续投递接收I/O请求
WSABUF buf;
buf.buf = pPerIO->buf ;
buf.len = BUFFER_SIZE;
pPerIO->nOperationType = OP_READ; DWORD nFlags = 0;
::WSARecv(pPerHandle->s, &buf, 1, &dwTrans, &nFlags, &pPerIO->ol, NULL);
}
break;
case OP_WRITE: // 本例中没有投递这些类型的I/O请求
case OP_ACCEPT:
break;
}
}
return 0;
}
void main()
{
int nPort = 4567;
// 创建完成端口对象，创建工作线程处理完成端口对象中事件
HANDLE hCompletion = ::CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, 0, 0, 0);
::CreateThread(NULL, 0, ServerThread, (LPVOID)hCompletion, 0, 0); // 创建监听套节字，绑定到本地地址，开始监听
SOCKET sListen = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
SOCKADDR_IN si;
si.sin_family = AF_INET;
si.sin_port = ::ntohs(nPort);
si.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;
::bind(sListen, (sockaddr*)&si, sizeof(si));
::listen(sListen, 5); // 循环处理到来的连接
while(TRUE)
{
// 等待接受未决的连接请求
SOCKADDR_IN saRemote;
int nRemoteLen = sizeof(saRemote);
SOCKET sNew = ::accept(sListen, (sockaddr*)&saRemote, &nRemoteLen); // 接受到新连接之后，为它创建一个per-handle数据，并将它们关联到完成端口对象。
PPER_HANDLE_DATA pPerHandle = 
(PPER_HANDLE_DATA)::GlobalAlloc(GPTR, sizeof(PER_HANDLE_DATA));
pPerHandle->s = sNew;
memcpy(&pPerHandle->addr, &saRemote, nRemoteLen);
::CreateIoCompletionPort((HANDLE)pPerHandle->s, hCompletion, (DWORD)pPerHandle, 0);

// 投递一个接收请求
PPER_IO_DATA pPerIO = (PPER_IO_DATA)::GlobalAlloc(GPTR, sizeof(PER_IO_DATA));
pPerIO->nOperationType = OP_READ;
WSABUF buf;
buf.buf = pPerIO->buf;
buf.len = BUFFER_SIZE;
DWORD dwRecv;
DWORD dwFlags = 0;
::WSARecv(pPerHandle->s, &buf, 1, &dwRecv, &dwFlags, &pPerIO->ol, NULL);
}
}
对于这个简单的完成端口的代码，我有个疑问：// 在关联到此完成端口的所有套节字上等待I/O完成
BOOL bOK = ::GetQueuedCompletionStatus(hCompletion, 
&dwTrans, (LPDWORD)&pPerHandle, (LPOVERLAPPED*)&pPerIO, WSA_INFINITE);
这一段里的(LPOVERLAPPED*)&pPerIO，为什么要将一个PPER_IO_DATA结构强行转化成重叠结构来接受信息，为什么不能用&pPerIO->lo?PS:我是新手，麻烦大家耐心一点，谢谢了！

Answer 1

因为你需要的不仅仅是 &pPerIO->lo 的信息, 还需要 pPerIO->... 别的一些东西
所以通过 (LPOVERLAPPED*)&pPerIO 强制转化后, 可以通过如下代码重新取回所有信息BOOL bOK = ::GetQueuedCompletionStatus(hCompletion, 
            &dwTrans, (LPDWORD)&pPerHandle, (LPOVERLAPPED*)&pPerIO, WSA_INFINITE);

Answer 2

看个人习惯,两者结果是一样的,这实际上都是用到pPerIO内存的首地址指针.只是使用(LPOVERLAPPED*)&pPerIO更为清析一点.很明确pPerIO是一个头部包含OVERLAPPED结构的指针.换句话说,只要对pPerIO按照OVERLAPPED结构来操作并不会错误地访问数据,在不超出结构范围的基础上,也不会破坏结构本身.但是如果使用pPerIO->lo,这个时候用到的就是一个纯粹的OVERLAPPED结构,那么在不清楚具体的业务的时候,很可能会把_PER_IO_DATA的定义中的OVERLAPPED ol;放置到其它位置(象这种情况,还见过不少)如此就有可能导致ol的首地址与pPerIO首地址不一致的时候,需要重新计算pPerIO首地址,甚至可能丢失对pPerIO的引用,从而导致内存被非正常释放.

Answer 3

谢谢LS,但我还是有疑问：
如何保证pPerIO强制转化成重叠结构后没有数据丢失呢？难道说pPerIO结构和重叠结构包含的成员是一样的吗？好像不一样吧。

Answer 4

两个结果是一样的
后面数据不会丢失的，API内部实现只会访问其中的OVERLAPPED结构体，不会理会后面的内容。