什么是IOCP完成端口？

我们可以把IOCP完成端口（以下统称IOCP）理解为Windows下性能最高的网络编程技术，本文讲解该技术的基本知识，以及如何使用该技术开发高性能的网络软件。
IOCP本质上就是Windows内核提供的一种请求队列+通知队列，我们把各种耗时的网络操作请求投递到请求队列，IOCP具体怎么去完成这些网络操作我们不管，IOCP完成后会把结果放到通知队列里，我们就去通知队列里获取结果然后处理。

什么是同步和异步？

同步就是，你跟朋友聊天，你发完一句话后，一直盯着这个聊天窗口等待朋友回复，这样你就只能同时跟一个朋友聊天。如果有10个朋友同时找你，要么你就只能让后面9个朋友排队等着，等你跟第一个朋友聊完了再聊下一个，要么就需要再请9个人帮你聊天。
异步就是，你跟朋友聊天，你发完一句话后，就去做其他事情，等听到消息通知后，再去回复朋友。这样即使10个朋友同时找你，你一个人也能聊得过来。所以异步的效率是不是比同步高很多？
我们最开始接触网络编程时，一般都是用同步模式。比如我要发起TCP连接，就会调用connect函数，调用过程中会阻塞等待，直到连接成功或者失败才会返回，然后判断函数的返回值。这就是同步模式，最简单但是效率也最低。
IOCP是一种异步模式，我调用connect函数后，调用会马上返回而且没有结果。我就可以先去执行其他任务，直到我得到通知说connect请求已经有结果了，我才去处理。

IOCP的使用步骤

虽然要完全掌握IOCP比较难，但它的使用步骤其实非常简单，关键就这么几步：创建IOCP，关联SOCKET，投递网络操作请求，获取IO通知。我们以发起TCP连接为例，详细讲解这些步骤。

1.创建IOCP

我们先使用WSAStartup启动套接字库。

WSADATA wsaData;
WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);

然后我们创建一个IOCP实例，后续的操作将使用这个实例的句柄。

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

2.关联SOCKET

进行网络操作肯定要先创建SOCKET，但跟平时不同的是，我们需要创建一个支持异步模式的特殊SOCKET，即给SOCKET加上重叠标志WSA_FLAG_OVERLAPPED。

SOCKET socket = WSASocket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP, NULL, 0, WSA_FLAG_OVERLAPPED);

然后我们把这个SOCKET关联到IOCP中去，这样以后对该SOCKET发起的网络操作都会由IOCP处理。

CreateIoCompletionPort((HANDLE)socket, hIOCP, socket, 0);

3.投递网络操作请求

每个投递到IOCP中的请求都需要包含一个编号信息，IOCP完成请求后在通知里也会包含这个编号信息。通过这个编号信息才能知道哪个通知对应哪个请求，这个编号信息就保存在重叠结构里。
我们不能调用普通的connect函数来发起连接，而是需要调用一个支持重叠结构的ConnectEx函数。但是这个函数默认是没有加载的，我们需要先加载这个函数。

GUID guidConn = WSAID_CONNECTEX;
LPFN_CONNECTEX pfnConnectEx = NULL;
DWORD dw = 0;
WSAIoctl(socket, SIO_GET_EXTENSION_FUNCTION_POINTER, &guidConn, sizeof(guidConn), &pfnConnectEx, sizeof(pfnConnectEx), &dw, NULL, NULL);

跟调用connect函数发起连接不同的是，调用ConnextEx函数发起连接前，需要先把SOCKET绑定好本地端口。我们可以绑定0，这样系统就会自动分配本地端口。

sockaddr_in addrBind = {0};
addrBind.sin_family = AF_INET;
addrBind.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
addrBind.sin_port = htons(0);
bind(socket ,(SOCKADDR *)&addrBind, sizeof(addrBind));

然后调用ConnectEx函数发起连接，注意最后一个参数就是重叠结构。这时连接请求和相应的重叠结构，就一起投递到IOCP里去了。

sockaddr_in addrConn = {0};
addrConn.sin_family = AF_INET;
addrConn.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("112.53.42.52");
addrConn.sin_port = htons(80);
OVERLAPPED overlap = {0};
pfnConnectEx(socket, (sockaddr*)&addrConn, sizeof(addrConn), NULL, 0, NULL, &overlap);

4.获取IO通知

最后我们向IOCP获取通知，如果IOCP通知队列里暂时还没有通知，则会阻塞等待。

DWORD dwBytes;
SOCKET socketGet;
OVERLAPPED* overlapGet;
BOOL bIOSucc = GetQueuedCompletionStatus(hIOCP, &dwBytes, (PULONG_PTR)&socketGet, (LPOVERLAPPED*)&overlapGet, INFINITE);