c++ 单线程监听端口 c++ 单线程实现同时监听多个端口
源之缘 人气:0前言
多年前开发了一套网络库,底层实现采用IOCP(完成端口)。该库已在公司多个程序中应用;经过多次修改,长时间检验,已经非常稳定高效。
最近把以前的代码梳理了一下,又加进了一些新的思路。代码结构更加合理,性能也有所提升。打算将该库一些的知识点写出来,以供参考。
服务端要在多个端口监听,这种场合并不多见。但作为一个完善的网络库,似乎有必要支持此功能的。
传统实现方法
如果监听端口个数很少,也可以采用传统的方法。因为accept函数是阻塞的,所以要实现在n个端口监听,就需要n个线程。如果监听端口个数不多,这也不是多大问题。如果监听端口多达几十个,这种方法就有些不妥。线程也是一种资源,线程过多占用资源会增加;也会导致系统负担加重。
更可行的实现方法
实现方法有些曲折,需要一步一步分析;基本的原理就是将socket句柄与事件(event)相关联。Windows有相关的函数可以对多个事件监听,当某个事件被触发,就知道相应的socket有事件到达。可以对该socket做accept,因为已经确定该socket有事件了,所以accept函数会立即返回。这样就达到对多个端口同时监听的目的。
1)生成socket,并与某个端口绑定
struct LISTEN_SOCKET_INFO { UINT16 listenPort; //监听端口 SOCKET listenSocket;//句柄 WSAEVENT netEvent; //socket对应事件 }; int IocpAccept::CreateListenInfo() { //m_listListenPort存储要监听的端口;总个数不超过64个 std::vector<UINT16>::iterator pos = m_listListenPort.begin(); for (;pos != m_listListenPort.end();++pos) { //生成socket UINT16 listenPort = *pos; LISTEN_SOCKET_INFO socketInfo; socketInfo.listenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); socketInfo.listenPort = listenPort; //绑定端口 sockaddr_in InetAddr; InetAddr.sin_family = AF_INET; InetAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); InetAddr.sin_port = htons(listenPort); int ret = bind(socketInfo.listenSocket, (SOCKADDR *)&InetAddr, sizeof(InetAddr)); if (SOCKET_ERROR == ret) { ::closesocket(socketInfo.listenSocket); //绑定失败 continue; } //生成事件 socketInfo.netEvent = WSACreateEvent(); //将socket句柄与事件关联起来。只监视socket的accept和close消息 ret = WSAEventSelect(socketInfo.listenSocket, socketInfo.netEvent, FD_ACCEPT | FD_CLOSE); if (SOCKET_ERROR == ret) { ::closesocket(socketInfo.listenSocket); continue; } // 启动监听 ret = listen(socketInfo.listenSocket, 1000); if (SOCKET_ERROR == ret) { ::closesocket(socketInfo.listenSocket); continue; } m_listListenInfo.push_back(socketInfo); } return 0; }
该函数已将需要的数据存储在列表m_listListenInfo中。
2)启动监听线程,对多个事件监听
对多个事件监听用到如下函数:
DWORD WSAAPI WSAWaitForMultipleEvents( DWORD cEvents, const WSAEVENT *lphEvents, BOOL fWaitAll, DWORD dwTimeout, BOOL fAlertable );
该函数最多可以对64个事件做跟踪,所以一个线程最多可以对64个端口做监听。(同时对超过64个端口监听的场合非常少见。本文不考虑。)
//生成事件地址指针 int nEventTotal; WSAEVENT* pEventArray = CreateNetEventArray(&nEventTotal); if (nEventTotal == 0) return 0; assert(nEventTotal <= WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS); MSG msg; while (m_bServerStart) { // 同时对多个事件做监听 DWORD index = WSAWaitForMultipleEvents(nEventTotal, pEventArray, FALSE, 10000, FALSE); if (!m_bServerStart) return 0; //查看是哪个事件触发函数返回 index = index - WSA_WAIT_EVENT_0; //客户端连接事件 if ((index != WSA_WAIT_FAILED) && (index != WSA_WAIT_TIMEOUT)) { //pEventArray排序与m_listListenInfo一样,所以可以根据index找到对应的socket。 //就是该socket导致函数返回 LISTEN_SOCKET_INFO socketInfo = m_listListenInfo[index]; //查看具体是什么事件导致函数返回 WSANETWORKEVENTS NetworkEvents; WSAEnumNetworkEvents(socketInfo.listenSocket, pEventArray[index], &NetworkEvents); //如果是accept事件,说明有客户端连接此端口 if (NetworkEvents.lNetworkEvents == FD_ACCEPT && NetworkEvents.iErrorCode[FD_ACCEPT_BIT] == 0) { //这时调用accept函数,会立即返回 AcceptListenPort(socketInfo.listenSocket, socketInfo.listenPort); } if (NetworkEvents.lNetworkEvents == FD_CLOSE && NetworkEvents.iErrorCode[FD_CLOSE_BIT] == 0) { assert(false); } } else { //因为超时等其他原因引起函数返回 } }
下文accept函数调用,并不会阻塞。
UINT IocpAccept::AcceptListenPort(SOCKET hListenSocket, UINT16 nListenPort) { SOCKET hClient = 0; SOCKADDR_IN localAddr; int iaddrSize = sizeof(SOCKADDR_IN); hClient = accept(hListenSocket, (struct sockaddr *)&localAddr, &iaddrSize); if (INVALID_SOCKET == hClient) { int nAccepetError = WSAGetLastError(); if (nAccepetError == WSAECONNRESET) { return 1; } else { return 0; } } else { //获取了一个客户端连接 OnAcceptClient(hClient, nListenPort); } return 0; }
后记:
同时对多个端口做监听,可能还有更好的方法。如果对几百个以上端口做监听,此方法可能就不太合适。通常情况下,对多个端口监听的场景比较少见,所以对更优化的处理方法也没深究。
代码下载地址: https://download.csdn.net/download/qq_29939347/10691921
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