GetQueuedCompletionStatusEx：多线程中的负载均衡和高性能 I/O 处理

2024-03-02 21:41:41

使用GetQueuedCompletionStatusEx时实现线程负载均衡

在多线程编程中，GetQueuedCompletionStatusEx 函数是提高并行I/O处理效率的利器。它允许多个线程在同一I/O完成端口（IOCP） 上等待完成数据包，并同时检索多个完成数据包。

GetQueuedCompletionStatusEx的优势

GetQueuedCompletionStatusEx 相对于GetQueuedCompletionStatus 的主要优势在于它的负载均衡 能力。当多个线程在同一IOCP上等待时，该函数使用负载均衡算法来确保每个线程都获得大致相同数量的完成数据包。

负载均衡算法的工作原理

GetQueuedCompletionStatusEx函数的负载均衡算法利用IOCP的内部队列机制 。IOCP维护着一个或多个队列 ，每个队列存储着指向已完成I/O操作的重叠结构 指针。当线程调用GetQueuedCompletionStatusEx时，该函数会从这些队列中检索完成数据包 。

负载均衡算法通过旋转检索队列 来确保公平分配完成数据包。每个线程检索完一个完成数据包后，算法会将下一个队列 移到队首，供下一个线程使用。这种轮转机制确保了每个线程都有机会从所有队列中检索数据包。

在多线程环境中使用GetQueuedCompletionStatusEx

在多线程环境中使用GetQueuedCompletionStatusEx可以显着提高I/O处理效率 。通过利用负载均衡算法，该函数确保了线程之间公平分配完成数据包 ，从而最大限度地减少等待时间 并优化CPU利用率 。

为了实现负载均衡，请遵循以下步骤：

创建IOCP句柄 ：使用CreateIoCompletionPort 函数创建一个IOCP句柄。
关联对象和完成密钥 ：将要监视的句柄与IOCP句柄相关联，并为每个句柄分配一个唯一的完成密钥。
创建线程 ：创建多个线程，每个线程都在IOCP句柄上调用GetQueuedCompletionStatusEx函数等待完成数据包。
检索完成数据包 ：线程将从GetQueuedCompletionStatusEx函数检索已完成I/O操作的完成数据包。

示例

以下示例代码展示了如何使用GetQueuedCompletionStatusEx函数实现负载均衡：

HANDLE iocp = CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, 0, 0);

HANDLE threads[4];
for (int i = 0; i < 4; i++) {
    threads[i] = CreateThread(NULL, 0, ThreadProc, iocp, 0, NULL);
}

WaitForMultipleObjects(4, threads, TRUE, INFINITE);

CloseHandle(iocp);

DWORD WINAPI ThreadProc(LPVOID lpParam) {
    HANDLE iocp = (HANDLE)lpParam;

    DWORD numberOfBytesTransferred;
    DWORD completionKey;
    LPOVERLAPPED overlapped;

    while (GetQueuedCompletionStatusEx(iocp, &overlapped, &numberOfBytesTransferred, &completionKey, INFINITE, FALSE)) {
        // 处理完成的数据
    }

    return 0;
}