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“完成端口”模型是迄今为止最为复杂的一种I/O模型。然而，假若一个应用程序同时需要管理为数众多的套接字，那么采用这种模型，往往可以达到最佳的系统性能！但不幸的是，该模型只适用于Windows NT和Windows 2000操作系统。因其设计的复杂性，只有在你的应用程序需要同时管理数百乃至上千个套接字的时候，而且希望随着系统内安装的CPU数量的增多，应用程序的性能也可以线性提升，才应考虑采用“完成端口”模型。要记住的一个基本准则是，假如要为Windows NT或Windows 2000开发高性能的服务器应用，同时希望为大量套接字I/O请求提供服务（Web服务器便是这方面的典型例子），那么I/O完成端口模型便是最佳选择！

从本质上说，完成端口模型要求创建一个windows完成端口对象，该对象通过指定数量的线程，对重叠I/O进行管理，以便为已完成的重叠I/O请求提供服务。要注意的是，所谓完成端口，实际上是windows采用的一种I/O构造机制，除套接字句柄之外，还可以接受其他东西。

使用这种模型之前，首先要创建一个I/O完成端口对象，用它面向任意数量的套接字句柄，管理多个I/O请求，要做到这一点，首先调用函数：

HANDLE CreateIoCompletionPort( 
  HANDLE FileHandle, 
  HANDLE ExistingCompletionPort, 
  DWORD CompletionKey, 
  DWORD NumberOfConcurrentThreads 
); 

首先注意该函数实际用于两个截然不同的两个目的：

1.用于创建一个完成端口对象

2.将一个句柄同完成端口关联在一起

最开始创建完成端口时，我们唯一感兴趣的是NumberOfConccurrentThreads，前三个参数不太重要。 NumberOfConccurrentThreads定义了在一个完成端口上，同时允许执行的线程数量。若将该参数设为0，则告诉系统安装了多少个处理器，则允许同时运行多少个线程，可用如下代码创建一个I/O完成端口：

CompletionPort = CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, 0, 0); 

该语句的作用是返回一个句柄，在为完成端口分配了一个套接字句柄后，用来对那个端口进行标识。

工作器线程与完成端口

成功创建一个完成端口后，便可开始将套接字句柄与对象关联到一起。但在关联套接字之前，首先必须创建一个或多个工作器线程，以便在套接字的I/O请求投递给完成端口后，为完成端口提供服务。

假如事先预计到线程有可能暂时处于阻塞状态，那么最好能够创建比CreateIoCompletionPort的NumberOfConccurrentThreads值更多的线程。以便到时候充分发挥系统的潜力。

一旦在完成端口上拥有足够多的工作器线程来为I/O请求提供服务，便可着手将套接字句柄同完成端口关联在一起。需要在一个完成端口上调用CreateIoCompletionPort函数，同时为前三个参数FileHandle，ExistingCompletionPort和CompletionKey提供套接字信息。其中，FileHandle参数指定一个要同完成端口关联在一起的套接字句柄，ExistingCompletionPort参数标识的是一个现有的完成端口套接字句柄已经与他关联在一起。CompletionKey参数标识的是要与某个特定套接字句柄关联在一起的单句柄数据；在这个参数中，应用程序可保持与一个套接字对应的任意类型信息。之所以叫它单句柄数据，是由于它代表了与套接字句柄关联在一起的数据。可将它作为指向一个数据结构的指针；在这个结构中，同时包含了套接字的句柄，以及与该套接字有关的其他信息。为完成端口提供服务的线程的例程可通过这个参数，取得与套接字句柄有关的信息。

下面示例阐述了如何使用完成端口模型，来开发一个回应服务器应用程序，这个程序基本按照如下步骤进行：

1.创建一个完成端口，第四个参数为0，它指定完成端口上每个处理器一次只允许执行一个工作器线程

2.判断系统内有多少个处理器

3.创建工作器线程，根据步骤2得到的处理器信息，在完成端口上为已完成的I/O请求提供服务。在这个简单的例子中，我们为每个处理器只创建一个工作器线程。调用CreateThread函数时，必须同时提供一个工作器例程，由线程在创建好后执行

4.准备好一个监听套接字，在端口上监听传入的连接

5.使用accept接收入站的连接请求

6.创建一个数据结构，用于容纳单句柄数据，同时在结构中存入接收的套接字句柄

7.调用CreateIoCompletionPort，将自accept返回的新套接字句柄同完成端口关联在一起。通过 CompletionKey 参数，将单句柄数据结构传递给CreateIoCompletionPort

8.开始在已结束的连接上进行I/O操作，在此，我们希望通过重叠I/O机制，在新建套接字投递一个或多个WSARecv或WSASend请求。这些I/O请求完成后，工作器线程会为I/O请求提供服务，同时继续处理以后的I/O请求

9.重复步骤5～8，直到服务器终止

HANDLE CompletionPort; 
WSADATA wsd; 
SYSTEM_INFO SystemInfo; 
SOCKADDR_IN addr; 
SOCKET Listen; 
int i; 
typedef struct _PER_HANDLE_DATA 
{ 
    SOCKET Socket; 
    SOCKADDR_STORAGE ClientAddr; 
    //将和这个句柄关联的其他信息  
}PER_HANDLE_DATA, *LPPER_HANDLE_DATA; 
 
//加载Winsock 
StartWinsock(MAKEWORD(2,2), &wsd); 
 
//第一步 
//创建一个I/O完成端口 
CompletionPort = CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, 0, 0); 
 
//第二步 
//确定系统有多少个处理器 
GetSystemInfo(&SystemInfo); 
 
//第三步 
//基于系统中可用的处理器数量创建工作器线程 
//对这个例子，为每个处理器创建一个工作器线程 
for(i=0; i<SystemInfo.dwNumberOfProcessors; i++) 
{ 
    HANDLE ThreadHandle; 
     
    //创建一个服务器的工作线程，并将完成端口传递到该线程 
    ThreadHandle = CreateThread(NULL, 0, ServerWorkerThread,  
                                CompletionPort, 0, NULL); 
    //关闭线程句柄 
    CloseHandle(ThreadHandle);  
}   
 
//第四步 
//创建一个监听套接字 
Listen = WSASocket(AF_INET,SOCK_STREAM,0,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED); 
addr.sin_family = AF_INET; 
addr.sin_port = htons(5050); 
addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); 
bind(Listen, (PSOCKADDR)&addr, sizeof(SOCKADDR_IN)); 
listen(Listen, 5); 
 
while(TRUE) 
{ 
    PER_HANDLE_DATA *PerHandleData = NULL; 
    SOCKADDR_IN saRemote; 
    SOCKET Accept; 
    int RemoteLen; 
     
    //第五步 
    //接收连接，并分配到完成端口 
    RemoteLen = sizeof(SOCKADDR_IN); 
    Accept = WSAAccept(Listen, (SOCKADDR*)&saRemote, &RemoteLen); 
     
    //第六步 
    //创建用来和套接字关联的单句柄数据信息结构 
    PerHandleData  = (LPPER_HANDLE_DATA)GlobalAlloc(GPTR,sizeof(PER_HANDLE_DATA)); 
    printf("Socket Number %d connected\n",Accept); 
    PerHandleData->Socket = Accept; 
    memcpy(&PerHandleData->ClientAddr,&saRemote,RemoteLen); 
     
    //第七步 
    //将接收套接字和完成端口关联起来 
    CreateIoCompletionPort((HANDLE)Accept, 
                           CompletionPort, 
                           (DWORD)PerHandleData, 
                           0); 
     
    //第八步 
    //开始在接受套接字上处理I/O 
    //使用重叠I/O，在套接字上投递一个或多个WSASend或WSARecv调用 
    WSARecv(...);              
}  
 
DWORD WINAPI ServerWorkerThread(LPVOID lpParam) 
{ 
    //工作器线程 
    return 0;  
} 

完成端口和重叠I/O

将套接字句柄与一个完成端口关联在一起后，便能以套接字句柄为基础，投递重叠发送与接收请求，开始对I/O请求进行处理，之后可开始依赖完成端口，接收有关I/O操作完成情况通知。从本质上说，完成端口模型利用了Windows重叠I/O机制。在这种机制中，类似WSASend和WSARecv这样的WindowsAPI调用会立即返回。此时，需要由应用程序负责在以后的某个时间，通过OVERLAPPED结构来检索调用的结果。在完成端口模型中，想要做到这一点需要使用GetQueuedCompletionStatus函数，让一个或多个工作器线程在完成端口上等待：

BOOL GetQueuedCompletionStatus( 
  HANDLE CompletionPort, 
  LPWORD lpNumberOfBytesTransferred, 
  PULONG_PTR lpCompletionkey, 
  LPOVERLAPPED * lpOverlapped, 
  DWORD dwMilliseconds 
); 

其中，CompletionPort对应与线程所在的完成端口。lpNumberOfBytesTransferred参数负责在完成一次I/O操作后，接收实际传输的字节数。lpCompletionkey参数为原先传递到CreateIoCompletionPort函数的套接字返回单句柄数据。如前所述，大家最好将套接字句柄保持在这个键中。lpOverlapped参数用于接收已完成的I/O操作的WSAOVERLAPPED结构。因为可用它获取每个I/O操作的数据，所有这实际上也是一个相当重要的参数。dwMilliseconds用于指明调用者等待一个完成数据包在完成端口上出现时，希望等候的毫秒数。假如将其设为INFINITE，调用会无休止的等待下去。

单句柄数据和单I/O操作数据

当一个工作器线程从GetQueuedCompletionStatus这个API调用中接收到I/O完成通知后，在lpCompletionKey和lpOverlapped参数中，会包含一些必要的套接字信息。利用这些信息，可通过完成端口，继续在一个套接字上进行I/O处理。通过这些参数，可获得两种重要的套接字数据类型：单句柄数据和单I/O操作数据。

因为在一个套接字首次与完成端口关联到一起的时候，单句柄数据便与一个特定的套接字句柄对应起来了，所有lpCompletionKey参数也包含了单句柄数据。这些数据真是在进行CreateIoCompletionPort调用的时候，通过CompletionKey参数传递的。通常情况下，应用程序会将与I/O请求有关的套接字句柄保存在这里。

lpOverlappde则包含了一个OVERLAPPED结构，在它后面跟随单I/O操作数据。工作器线程处理一个完成数据包时（回应数据，接受连接以及投递另一个线程等），这些信息是它必须知道的。单I/O操作数据是包含在一个结构内的，任意数量的字节，这个结果本身也包含了一个OVERLAPPED结构，假如一个函数要求用到一个OVERLAPPED结构，我们便必须将这样的一个结构传递进去，以满足它的要求。要想做到这一点，一个简单的方法是定义一个结构，然后将OVERLAPPED结构作为新结构的第一个元素使用，举个例子：