Оптимизация Клиент-Серверного Фреймворка на Delphi с Использованием Именованных Каналов

Delphi , Синтаксис , Справочник по API-функциям

Именованные каналы в Windows предоставляют механизм для реализации межпроцессного и межмашинного взаимодействия. Они обеспечивают надежный и безопасный способ передачи данных между процессами на одном компьютере или между компьютерами в сети.

Проблема:

Разработчик столкнулся с необходимостью оптимизации существующего клиент-серверного фреймворка, который использует именованные каналы. Фреймворк уже является высокопроизводительным и использует пул потоков для обработки множества подключений. Однако, при большом количестве клиентов, количество потоков может быстро возрасти, что не является оптимальным решением.

Текущее состояние:

Используется режим перекрытия (overlapped I/O) для операций с каналами, но для ожидания результатов используется WaitForSingleObject или WaitForMultipleObjects, что требует наличия отдельного потока для каждого подключения.

Желаемое решение:

Хотелось бы использовать модель, при которой сервер обрабатывает запросы клиентов, используя один поток только на одно событие (запрос данных), а не на все время жизни соединения.

Возможное решение:

Использование портов завершения ввода-вывода (I/O completion ports, IOCP) может быть оптимальным решением. IOCP позволяют эффективно управлять асинхронными операциями ввода-вывода, используя пул потоков вместо создания нового потока для каждого события.

Пример кода на Object Pascal (Delphi):

uses
  Winapi.Windows,
  Winapi.FileSys;

type
  TCompletionKey = record
    PipeHandle: THandle;
    Overlapped: TOVERLAPPED;
  end;

var
  CompletionPort: THandle;
  CompletionKeys: TArray<TCompletionKey>;

// Функция инициализации IOCP
function InitCompletionPort(const PipeHandle: THandle): Boolean;
begin
  CompletionPort := CreateIoCompletionPort(PipeHandle, 0, 0, 0);
  if CompletionPort = 0 then
    Exit(False);

  SetLength(CompletionKeys, Length(PipeHandles));
  for var I := 0 to High(PipeHandles) do
  begin
    with CompletionKeys[I] do
    begin
      PipeHandle := PipeHandles[I];
      Overlapped := TOVERLAPPED(nil);
      Overlapped.hEvent := CreateEvent(nil, TRUE, FALSE, nil);
    end;
  end;
  Result := True;
end;

// Функция обработки событий IOCP
function ProcessCompletionPort: Boolean;
var
  BytesTransferred: DWORD;
  lpNumberOfBytesTransferred: PDWORD;
  lpOverlapped: PTOVERLAPPED;
begin
  Result := GetQueuedCompletionStatus(CompletionPort, BytesTransferred, lpNumberOfBytesTransferred, lpOverlapped, INFINITE);

  // Обработка завершенных операций ввода-вывода
  if Result then
  begin
    // Найти соответствующий элемент в массиве CompletionKeys
    // и обработать данные
  end
  else
  begin
    // Обработка ошибки
  end;
end;

...

// Использование IOCP для асинхронного чтения из канала
function ReadFromPipe(const PipeHandle: THandle; Buffer: PChar; const Size: DWORD): Boolean;
var
  BytesTransferred: DWORD;
  Overlapped: TOVERLAPPED;
begin
  Overlapped := TOVERLAPPED(nil);
  if not ReadFile(PipeHandle, Buffer, Size, BytesTransferred, @Overlapped) then
    if GetLastError() <> ERROR_IO_PENDING then
      Exit(False);

  // Дополнительная логика для ожидания завершения операции
  // через IOCP
end;

Заключение:

Использование IOCP позволяет серверу обрабатывать множество асинхронных операций ввода-вывода, используя минимальное количество потоков, что значительно улучшает производительность и масштабируемость клиент-серверного фреймворка. Это решение позволяет серверу обрабатывать запросы клиентов, используя один поток на событие, а не на все время жизни соединения, что было первоначальной целью разработчика.

Создано по материалам из источника по ссылке.

Необходимо оптимизировать клиент-серверный фреймворк на Delphi с использованием именованных каналов и I/O completion ports для повышения эффективности обработки множества подключений без создания избыточного количества потоков.

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: Справочник по API-функциям ::