iocp模型詳細解析

一、iocp模型阻塞

在討論IOCP模型的原理之前，我們需要了解一些概念。在大多數現代操作系統中，IO操作都是阻塞的。這意味著，當您的程序發出I/O請求時，程序將一直等待，直到操作完成。這種模型並不高效，因為當一個線程在等待I/O操作完成時，它不能做其他任何事情。

在傳統的IO模型中，如果需要等待某個I/O操作完成，線程會進入等待狀態，等待直到完成。當線程進入等待狀態時，系統自動切換到另一個線程來處理其它任務。

線程等待I/O操作完成的這個過程稱為阻塞。它意味著我們的代碼必須等到操作完成之後才能繼續執行。單個線程在等待完成某個 I/O 操作時，完全不能做其他事情，如果一個線程中有多個等待 IO 的請求，那麼就不能充分利用 CPU 資源，會造成浪費。

因此，IOCP（I/O Completion Ports）模型應運而生.

二、iocp模型落後嗎

IOCP模型是一種高效的非同步I/O處理方法，它可以在不阻塞主線程的情況下處理大量I/O請求。IOCP模型已經被廣泛應用於Windows平台，並被證明是一個高效的機制。

另外，在實際應用過程中，IOCP模型相對於epoll模型和reactor模型，也具有優越性。首先，IOCP模型具有更好的可擴展性，在處理大量連接時比其他模型更具優勢。IOCP模型還可以更好地支持高並發，可以在多個線程之間協調分配CPU資源，較少線程爭搶CPU資源的情況發生。

總之，IOCP模型並不落後，反而是當前最好的I/O處理模型之一，值得我們去深入學習和掌握。

三、iocp模型 epoll

epoll（事件輪詢）是Linux系統中的一種I/O事件通知機制，可以高效地處理大量的客戶端連接。與傳統的Select和Poll方法相比，epoll更為高效，它通過三個函數epoll_create、epoll_ctl、epoll_wait的集合來實現I/O多路復用技術。

與Windows IOCP模型相比，Linux系統中的epoll具有更好的效率，一些實際應用中的負載測試中也證明Linux下的epoll模型相對於Windows下的IOCP模型具有更好的承載能力和響應速度。

四、iocp模型的原理和工作過程

IOCP的主要原理是使用非阻塞IO處理請求，當請求處理完成時，通知一個IOCP埠，使它可以檢索處理結果。

下面是IOCP模型的基本工作流程：

創建IOCP對象。
創建線程池和線程。
創建套接字、關聯套接字和IOCP對象。
向操作系統註冊描述IO請求的套接字。
開始等待IO請求並提交/取消IO操作。
等待操作的完成。
處理完成的IO請求。
回收IO請求。

具體實現中，I/O請求可以進入兩個隊列：完成隊列和等待隊列。當一個IO操作完成時，它會被移動到已完成隊列。等待線程會從完成隊列中讀取已完成的請求並處理它們。

同時，IOCP模型支持取消等待的操作，如果一個請求被取消，則它將被從等待隊列中刪除，並且不會被處理。取消操作可以通過一個特殊的API Call來實現。

五、iocp模型什麼情況下cpu會到100%

雖然IOCP模型可以處理大量的I/O請求，但如果應用程序的其他方面沒有正確地寫入，將會導致CPU使用率持續升高。常見的原因有：

I/O請求持續到達。
完成隊列堆積。
線程切換成本高。
線程池過小。
請求過多且消耗的時間過長。
硬體問題。

#include 
#include 

#define THREAD_NUM 4
#define BUFFER_SIZE 1024

DWORD WINAPI worker_thread(LPVOID pParam) {
    HANDLE hIOCP = (HANDLE)pParam;
    DWORD dwTransferred;
    ULONG_PTR CompletionKey;
    LPOVERLAPPED lpOverlapped;
    while (TRUE) {
        if (GetQueuedCompletionStatus(hIOCP, &dwTransferred, &CompletionKey, &lpOverlapped, INFINITE)) {
            // 處理完成的IO請求
        }
        else {
            // 處理錯誤
        }
    }
    return 0;
}

int main() {
    HANDLE CompletionPort;
    SYSTEM_INFO SystemInfo;
    GetSystemInfo(&SystemInfo);

    CompletionPort = CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, 0, 0);
    for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++) {
        CreateThread(NULL, 0, worker_thread, CompletionPort, 0, NULL);
    }

    while (true) {
        SOCKET sock = WSASocket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP, NULL, 0, WSA_FLAG_OVERLAPPED);
        // 關聯套接字並提交非同步請求
        CreateIoCompletionPort((HANDLE)sock, CompletionPort, (ULONG_PTR)sock, 0);
        WSABUF wsaData;
        char buffer[BUFFER_SIZE];
        wsaData.len = BUFFER_SIZE;
        wsaData.buf = buffer;
        DWORD dwRecv;
        WSARecv(sock, &wsaData, 1, &dwRecv, 0, NULL, NULL);
    }

    return 0;
}

原創文章，作者：小藍，如若轉載，請註明出處：https://www.506064.com/zh-tw/n/285747.html