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c++ 單線程實(shí)現(xiàn)同時(shí)監(jiān)聽(tīng)多個(gè)端口

更新時(shí)間：2021年03月09日 08:59:59 作者：源之緣

這篇文章主要介紹了c++ 單線程實(shí)現(xiàn)同時(shí)監(jiān)聽(tīng)多個(gè)端口的方法，幫助大家更好的理解和學(xué)習(xí)使用c++，感興趣的朋友可以了解下

前言

　　多年前開(kāi)發(fā)了一套網(wǎng)絡(luò)庫(kù)，底層實(shí)現(xiàn)采用IOCP（完成端口）。該庫(kù)已在公司多個(gè)程序中應(yīng)用；經(jīng)過(guò)多次修改，長(zhǎng)時(shí)間檢驗(yàn)，已經(jīng)非常穩(wěn)定高效。

最近把以前的代碼梳理了一下，又加進(jìn)了一些新的思路。代碼結(jié)構(gòu)更加合理，性能也有所提升。打算將該庫(kù)一些的知識(shí)點(diǎn)寫(xiě)出來(lái)，以供參考。

服務(wù)端要在多個(gè)端口監(jiān)聽(tīng)，這種場(chǎng)合并不多見(jiàn)。但作為一個(gè)完善的網(wǎng)絡(luò)庫(kù)，似乎有必要支持此功能的。

傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法

　　如果監(jiān)聽(tīng)端口個(gè)數(shù)很少，也可以采用傳統(tǒng)的方法。因?yàn)閍ccept函數(shù)是阻塞的，所以要實(shí)現(xiàn)在n個(gè)端口監(jiān)聽(tīng)，就需要n個(gè)線程。如果監(jiān)聽(tīng)端口個(gè)數(shù)不多，這也不是多大問(wèn)題。如果監(jiān)聽(tīng)端口多達(dá)幾十個(gè)，這種方法就有些不妥。線程也是一種資源，線程過(guò)多占用資源會(huì)增加；也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)負(fù)擔(dān)加重。

更可行的實(shí)現(xiàn)方法

　　實(shí)現(xiàn)方法有些曲折，需要一步一步分析；基本的原理就是將socket句柄與事件（event）相關(guān)聯(lián)。Windows有相關(guān)的函數(shù)可以對(duì)多個(gè)事件監(jiān)聽(tīng)，當(dāng)某個(gè)事件被觸發(fā)，就知道相應(yīng)的socket有事件到達(dá)?？梢詫?duì)該socket做accept，因?yàn)橐呀?jīng)確定該socket有事件了，所以accept函數(shù)會(huì)立即返回。這樣就達(dá)到對(duì)多個(gè)端口同時(shí)監(jiān)聽(tīng)的目的。

1）生成socket，并與某個(gè)端口綁定

struct LISTEN_SOCKET_INFO
{
 UINT16 listenPort; //監(jiān)聽(tīng)端口
 SOCKET listenSocket;//句柄
 WSAEVENT netEvent; //socket對(duì)應(yīng)事件
};

int IocpAccept::CreateListenInfo()
{
 //m_listListenPort存儲(chǔ)要監(jiān)聽(tīng)的端口；總個(gè)數(shù)不超過(guò)64個(gè)
 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;

  //綁定端口
  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);
   //綁定失敗
   continue;
  }

  //生成事件
  socketInfo.netEvent = WSACreateEvent();

  //將socket句柄與事件關(guān)聯(lián)起來(lái)。只監(jiān)視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;
  }

  // 啟動(dòng)監(jiān)聽(tīng)
  ret = listen(socketInfo.listenSocket, 1000);
  if (SOCKET_ERROR == ret)
  {
   ::closesocket(socketInfo.listenSocket);
   continue;
  }

  m_listListenInfo.push_back(socketInfo);
 }
 return 0;
}

該函數(shù)已將需要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在列表m_listListenInfo中。

2）啟動(dòng)監(jiān)聽(tīng)線程，對(duì)多個(gè)事件監(jiān)聽(tīng)

　　對(duì)多個(gè)事件監(jiān)聽(tīng)用到如下函數(shù)：

DWORD WSAAPI WSAWaitForMultipleEvents( DWORD cEvents, const WSAEVENT *lphEvents, BOOL fWaitAll, DWORD dwTimeout, BOOL fAlertable );

該函數(shù)最多可以對(duì)64個(gè)事件做跟蹤，所以一個(gè)線程最多可以對(duì)64個(gè)端口做監(jiān)聽(tīng)。（同時(shí)對(duì)超過(guò)64個(gè)端口監(jiān)聽(tīng)的場(chǎng)合非常少見(jiàn)。本文不考慮。）

//生成事件地址指針
 int nEventTotal;
 WSAEVENT* pEventArray = CreateNetEventArray(&nEventTotal);
 if (nEventTotal == 0)
  return 0;
 assert(nEventTotal <= WSA_MAXIMUM_WAIT_EVENTS);

 MSG msg;
 while (m_bServerStart)
 {
  // 同時(shí)對(duì)多個(gè)事件做監(jiān)聽(tīng)
  DWORD index = WSAWaitForMultipleEvents(nEventTotal,
   pEventArray,
   FALSE,
   10000,
   FALSE);
  if (!m_bServerStart)
   return 0;

  //查看是哪個(gè)事件觸發(fā)函數(shù)返回
  index = index - WSA_WAIT_EVENT_0;
  //客戶端連接事件
  if ((index != WSA_WAIT_FAILED) && (index != WSA_WAIT_TIMEOUT))
  {
   //pEventArray排序與m_listListenInfo一樣，所以可以根據(jù)index找到對(duì)應(yīng)的socket。
   //就是該socket導(dǎo)致函數(shù)返回
   LISTEN_SOCKET_INFO socketInfo = m_listListenInfo[index];

   //查看具體是什么事件導(dǎo)致函數(shù)返回
   WSANETWORKEVENTS NetworkEvents;
   WSAEnumNetworkEvents(socketInfo.listenSocket, pEventArray[index], &NetworkEvents);

   //如果是accept事件，說(shuō)明有客戶端連接此端口
   if (NetworkEvents.lNetworkEvents == FD_ACCEPT
    && NetworkEvents.iErrorCode[FD_ACCEPT_BIT] == 0)
   {
    //這時(shí)調(diào)用accept函數(shù)，會(huì)立即返回
    AcceptListenPort(socketInfo.listenSocket, socketInfo.listenPort);
   }
   if (NetworkEvents.lNetworkEvents == FD_CLOSE
    && NetworkEvents.iErrorCode[FD_CLOSE_BIT] == 0)
   {
    assert(false);
   }

  }
  else
  {
   //因?yàn)槌瑫r(shí)等其他原因引起函數(shù)返回
  }
 }

下文accept函數(shù)調(diào)用，并不會(huì)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
 {
  //獲取了一個(gè)客戶端連接
  OnAcceptClient(hClient, nListenPort);
 }
 return 0;
}

后記：

同時(shí)對(duì)多個(gè)端口做監(jiān)聽(tīng)，可能還有更好的方法。如果對(duì)幾百個(gè)以上端口做監(jiān)聽(tīng)，此方法可能就不太合適。通常情況下，對(duì)多個(gè)端口監(jiān)聽(tīng)的場(chǎng)景比較少見(jiàn)，所以對(duì)更優(yōu)化的處理方法也沒(méi)深究。

代碼下載地址： https://download.csdn.net/download/qq_29939347/10691921

以上就是c++ 單線程實(shí)現(xiàn)同時(shí)監(jiān)聽(tīng)多個(gè)端口的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于c++ 單線程監(jiān)聽(tīng)端口的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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