论文摘要
随着计算机网络的普及和网络技术的不断发展,网络应用程序设计的复杂性不断提高。各种软件开发工具通常都提供了一些组件和类库来支持网络应用程序开发,这些组件和类库封装了操作系统底层的API接口,简化了网络应用程序的编写,但是对于像服务器端程序这样同时需要为大量连接提供服务的网络应用程序,对并发处理性能和效率有较高的要求,这些工具就难以满足我们的需求了。这时我们通常将程序直接构建在操作系统API之上并实现性能优化和并发处理策略,但这样做将给程序的可扩展性和可维护性带来很大问题。本文针对网络应用程序这种需要处理高并发服务请求的需求,设计并开发了一套网络引擎,采用了面向对象框架的方式复用了该类网络应用程序的共同点,有效地简化了网络应用程序的开发。引擎分为基础类库、并发处理层和应用接口层三层分别来设计和实现。基础类库对操作系统中的同步机制和多线程机制进行了面向对象封装,简化了使用接口,并提供了线程池、内存池等用来提高系统性能的组件。应用接口层构建在基础类库的基础上,通过应用接口层可以方便的实现监听端口对外提供服务和发起外部连接请求服务。并发处理层高效的管理通过应用接口层建立的网络连接,使用了IOCP机制来管理网络I/O,采用了单IOCP管理线程来管理网络连接并将IOCP上的完成事件的事件处理函数分派到线程池组件来进行处理的方式来设计,避免了多个工作线程阻塞在完成端口上获取完成事件时需要采用额外的机制处理数据乱序问题,采用了高效的同步进制进行多线程的同步,提高了框架整体的稳定性和效率。
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