Windows下的網絡編程，IOCP（IO Completion Port）作爲windows下效率最好的網絡編程模型，可能是必須瞭解和掌握的知識。要理解IOCP，也必須瞭解有關網絡編程的方方面面的知識。
有很長時間沒有做網絡編程方面的工作，因爲需要，必須重新撿起來這方面的知識，同時整理成章。作爲隨筆，相對比較雜亂，更多注重理解領會，文字多些，而代碼少些。
一，相關知識：阻塞與非阻塞（blocking-Non-blocking），同步與異步（synch-asynch），重疊（overlapped）
網絡編程涉及到許多方面的知識，而進程調度，IO管理，TCP/IP模型，多線程編程，這些只是作爲網絡編程的基礎知識，在這裏不再談及。
作爲網絡編程的最重要的幾個概念，在這裏重新梳理一下。
※ 同步和異步
同步和異步的概念更多見於通信領域， 例如在串行通信中有定義：
同步通信是一種連續串行傳送數據的通信方式，一次通信只傳送一幀信息，幀信息包括n位。異步通信在發送字符時，所發送的字符之間的時間間隔可以是任意的，但需要在每一個字符的開始和結束的地方加上開始位和停止位。在這裏，同步通信要求接收端時鐘頻率和發送端時鐘頻率一致，簡單來說爲的是不發生數據的丟失和錯位。異步則因爲有開始和停止位，則在接收端可以提前做好準備了，顯然同步通信的效率要高。至此，我們可以簡單的理解同步爲 時鐘頻率一致，雙方步調一致的工作。回過頭來看在網絡編程中的同步與異步，與通信的中概念有所不同。同步是指當線程開始IO操作後即進入等待，直到IO完成再進行下一步的工作。異步則是線程發出IO請求後將IO工作交給內核，不進行等待轉而處理其他工作，直到系統內核通知線程IO完成。其根本在於是否等待。與串行通信同步的異同之處可以揣摩一二。對於IO來說，同步的效率要高，而對於整個系統來說，顯然異步的系統利用率會更好。下圖很形象的描述了同步和異步的過程。BTW，所謂重疊IO，通常就是指的異步IO。
本圖來自於：
https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/desktop/FileIO/synchronous-and-asynchronous-i-o
（WaitForSingleObject -> NtWaitForSingleObject -> KeWaitForSingleObject，在這裏有些源碼，沒有資料不大理解，只能略窺原理。https://www.xuebuyuan.com/856418.html）
※ 阻塞和非阻塞
很長一段時間，我一直沒搞懂同步和阻塞究竟區別在哪裏。
來看下對書上阻塞/非阻塞概念的理解（這裏參考Unix網絡編程卷1-6.2章I/O模型）。
書中將輸入操作分爲兩個步驟：1，等待數據準備好，2，從內核將數據拷貝到進程。以UDP爲例，recvfrom視爲系統調用，不論recvfrom是如何實現的，通常在調用這個函數時都由應用程序進入到系統內核，待內核將數據準備好，然後在稍後某個時間點返回到應用程序。這時我們稱我們的進程從recvfrom開始調用直到返回的整個時間段阻塞了。當recvfrom成功返回，我們的應用程序就可以處理數據報了（接收到數據）。（此即同步阻塞模型）
當我們將一個socket設置爲非阻塞時，等於在告訴內核，我請求的IO操作不能完成時，不要讓進程sleep，而是返回一個error。如果想要知道內核何時將數據準備好，只有通過不斷調用recvfrom來詢問內核，直到某一次recvfrom返回成功。（此即同步非阻塞模型）
將以上的概念與同步異步放在一起來理解，粗一看，都講的是IO請求之後，等待與否。細細分辨，差別有二。
1，其實同步異步的概念更要大些，廣泛些，例如線程同步，讀寫同步之類。就IO模型來說，以上面講到的輸入操作爲例，同步異步最大的區別在於，同步是將請求交給內核，內核將數據準備好，即告訴進程，由進程來處理數據IO。而異步則將請求交給內核後，全部工作由內核完成。數據IO結束後才通知進程。
2，我們可以認爲，阻塞僅僅是指調用recv，send等IO函數，函數是否立即返回的行爲。不論這些函數是否立即返回，其原則上都是同步模型，區別在於等待內核返回和循環去詢問內核是否OK。而異步則完全不需要去關心內核的狀態，只需要安心坐等內核完成後的通知就可以了（當然這個等待往往也是一個阻塞的線程來完成這個任務，只不過IO線程並不阻塞）。
由阻塞和同步排列組合出來四種模型，同步阻塞（常用），同步非阻塞（多次查詢效率低），異步阻塞(少見，我還難以理解這種實現)，異步非阻塞（效率最高，IOCP即爲此種）
順便在提下 select模型（IO複用）
通過以上的介紹，我們應該很容易理解select模型了。select模型應該是一種同步阻塞模型，只不過阻塞的位置在select函數，而不是在IO函數。因爲select是可以同時等待多個socket的狀態，所以較簡單的阻塞模型效率要高。事實上同時IO的socket不是太多的話，使用多線程，每個線程使用阻塞模型來等待一個socket的狀態，可以達到select模型類似的效果。
Reactor與Proactor模式
參考文章：https://www.cnblogs.com/talenth/p/7068392.html
Unix網絡編程卷1（by W.Richard Stevens）