完成端口技術(shù)在學(xué)生管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、<p>　　完成端口技術(shù)在學(xué)生管理系統(tǒng)中的應(yīng)用</p><p><b>　　【摘要】 </b></p><p>　　當(dāng)前，各大學(xué)、學(xué)院都非常重視學(xué)生管理工作，以學(xué)生為根本的教育理念已經(jīng)漸漸成為教育界的廣泛同識(shí)。學(xué)生管理系統(tǒng)解決了學(xué)生管理工作繁瑣、量大、雜亂的問(wèn)題。在設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)管理系統(tǒng)的時(shí)候如何解決大規(guī)模并發(fā)問(wèn)題成為一個(gè)難點(diǎn)，而Windows完成端口技術(shù)（IO

2、CP）為此問(wèn)題提供了很好的解決方案。 </p><p><b>　　【關(guān)鍵詞】 </b></p><p>　　學(xué)生管理；系統(tǒng)；完成端口；IOCP；重疊IO </p><p>　　學(xué)生管理系統(tǒng)大多采用C/S結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式。在日常生活中，對(duì)于一個(gè)中等規(guī)模的學(xué)院來(lái)說(shuō)，同時(shí)達(dá)到千人以上在線的情況經(jīng)常發(fā)生，如果采用一個(gè)用戶一個(gè)線程的設(shè)計(jì)方式那將造成CPU在

3、這成千上萬(wàn)的線程間進(jìn)行切換，后果不可想象。Windows IOCP完成端口技術(shù)則完全顛覆傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，它在將并行的線程數(shù)量設(shè)計(jì)上限。目前，IOCP完成端口是Windows下性能最好的I/O模型，同時(shí)它也是最復(fù)雜的內(nèi)核對(duì)象。它避免了大量用戶并發(fā)時(shí)原有模型采用的方式，極大的提高了程序的并行處理能力。 </p><p><b>　　1系統(tǒng)設(shè)計(jì) </b></p><p>　　

4、系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要分為登錄、用戶管理、信息管理、學(xué)生處分管理、評(píng)分管理等大模塊。服務(wù)器端應(yīng)用完成端口技術(shù)，客戶端采用普通的Socket連接方式。服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用Sqlserver2000。系統(tǒng)通過(guò)IOCP服務(wù)器來(lái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，用戶通過(guò)客戶端軟件進(jìn)行Socket短連接到IOCP服務(wù)器，進(jìn)行數(shù)據(jù)操作。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。 </p><p><b>　　圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 </b>

5、</p><p>　　2完成端口技術(shù)的應(yīng)用 </p><p>　　2.1完成端口的優(yōu)點(diǎn) </p><p>　　完成端口會(huì)充分利用Windows內(nèi)核來(lái)進(jìn)行I/O的調(diào)度，是C/S通信模式中性能最好的網(wǎng)絡(luò)通信模型。使用“同步”的方式操作會(huì)阻塞住來(lái)自同一個(gè)線程的任何其他操作，所以要寫高性能的服務(wù)器程序，通信一定要是異步的。微軟提出完成端口模型的初衷，就是為了解決這種“one

6、threadperclient”的缺點(diǎn)的，它充分利用內(nèi)核對(duì)象的調(diào)度，只使用少量的幾個(gè)線程來(lái)處理和客戶端的所有通信，消除了無(wú)謂的線程上下文切換，最大限度的提高了網(wǎng)絡(luò)通信的性能。 </p><p>　　2.2使用完成端口的流程 </p><p>　　（1）調(diào)用CreateIoCompletionPort函數(shù)創(chuàng)建完成端口，將返回句柄保存。 </p><p>　?。?）根據(jù)

7、系統(tǒng)中處理器個(gè)數(shù)，創(chuàng)建工作者（Worker）線程，用來(lái)處理和客戶端的通信請(qǐng)求。Worker線程個(gè)數(shù)：N=2*處理器個(gè)數(shù)+2。 </p><p>　?。?）接收Socket連接，兩種實(shí)現(xiàn)方式：一是啟動(dòng)一個(gè)獨(dú)立的線程，專門用來(lái)accept接收客戶端的連接請(qǐng)求；二是用性能優(yōu)異的異步AcceptEx請(qǐng)求。 </p><p>　?。?）當(dāng)客戶端連入，調(diào)用CreateIoCompletionPort函

8、數(shù)，這里不用新建完成端口，而是把新連入的socket（前面創(chuàng)建設(shè)備句柄），與1）完成端口綁定在一起。至此，完成端口的相關(guān)部署工作完成。 </p><p>　?。?）客戶端接入后，在這個(gè)Socket上提交一個(gè)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，WSARecv負(fù)責(zé)處理請(qǐng)求，執(zhí)行接收數(shù)據(jù)的操作。 </p><p>　?。?）此時(shí)，其它幾個(gè)Worker線程分別執(zhí)行4、5步操作。 </p><p>&

9、lt;b>　　2.3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) </b></p><p>　　（1）創(chuàng)建完成端口 </p><p>　　HANDLE m_hIOCompletionPort = CreateIoCompletionPort（INVALID_HANDLE_VALUE， NULL， 0， 0）； </p><p>　　（2）根據(jù)系統(tǒng)中CPU核心的數(shù)量建立對(duì)應(yīng)的Worke

10、r線程 </p><p>　　SYSTEM_INFO si； </p><p>　　GetSystemInfo（&si） ； </p><p>　　int m_nProcessors = si.dwNumberOfProcessors； </p><p>　　m_phWorkerThreads[i] = ：：CreateThread（

11、0， 0， _WorkerThread， …） ； </p><p>　?。?）創(chuàng)建用于監(jiān)聽(tīng)的Socket，綁定到完成端口上，然后開(kāi)始在指定的端口上監(jiān)聽(tīng)連接請(qǐng)求 </p><p>　　SOCKET m_sockListen = WSASocket（AF_INET， SOCK_STREAM， 0， NULL， 0， WSA_FLAG_OVERLAPPED）； </p><

12、p>　　If（SOCKET_ERROR==bind（m_sockListen，（struct sockaddr*）&ServerAddress， sizeof（ServerAddress）））； </p><p>　　listen（m_sockListen，SOMAXCONN）） ； </p><p>　?。?）在這個(gè)監(jiān)聽(tīng)Socket上投遞AcceptEx請(qǐng)求 </p&

13、gt;<p>　　GUID GuidAcceptEx = WSAID_ACCEPTEX； WSAIoctl（m_pListenContext>m_Socket， SIO_GET_EXTENSI ON_FUNCTION_POINTER， &GuidAcceptEx，sizeof（GuidAcceptEx）， &m_lpfnAcceptEx， sizeof（m_lpfnAcceptEx） ， &d

14、wBytes， NULL，NULL） ； </p><p>　?。?）Worker線程的工作 </p><p>　　BOOL bReturn = GetQueuedCompletionStatus（pIOCPModel>m_hIOCompletionPort， </p><p>　　（LPDWORD）&lpContext，&pOverlappe

15、d，INFINITE ）； </p><p>　?。?）收到Accept通知時(shí)執(zhí)行_DoAccept </p><p>　　（7）當(dāng)收到Recv通知時(shí)， _DoRecv </p><p><b>　　3界面展示 </b></p><p>　　3.1用戶登錄頁(yè)面（圖2） </p><p><b

16、>　　圖2登陸界面 </b></p><p>　　3.2系統(tǒng)主界面（圖3） </p><p><b>　　圖3系統(tǒng)主界面 </b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]郭峰.深入淺出設(shè)計(jì)模式.北京：中國(guó)鐵道出版社，2013 </p>