如何在 Windows 中进行正确的顺序异步消息处理？

Question

我有一个 Windows 应用程序需要非常快速地处理所有传入的消息，否则我想它会严重削弱系统性能。我想到的是一种为每条消息生成和加入线程的方法，以便按顺序处理它们。但是这种方法有一个严重的问题：当我产生线程并尝试加入顶级线程时，我怎么知道它是否可用于加入？当然，我可以检查它是否可连接（我使用 std::thread），但是当我这样做时，它可能会变得不可连接并且线程不是互斥锁 - 我不能只是阻止它并再次检查。所以我需要的是某种非阻塞的延迟任务池或任务查询，至少对于消息线程。同样，我可以生成等待该查询的线程并添加任务以便对其进行处理，但这真的是很好的解决方案吗？

这不一定是开箱即用的东西，我可以实现任何并发模式。

inb4: Windows、WinAPI、C++11、std::thread 用于线程。 对不起我的英语，真的找不到时间改进它。

感谢您的回答，看来我在问题描述方面做错了。确切地说，我只需要让 WNDPROC 尽快返回它的结果，因此可以从消息队列中弹出下一条消息。我需要这个，因为我记录了发送消息的时间，所以我需要快速完成它，这样它就不会影响时间测量。此外，这些消息对系统来说很紧急，我的窗口需要快速处理它们，否则会以某种方式影响性能。

再次：我需要以某种方式将确切的消息处理移动到其他线程，现在它看起来像这样：

case WM_INPUT: int timestamp = PushTimeStampToAsyncTimestampQueue(); launchLongChainOfMessageProcessing(message,timestamp); return 0;

我需要摆脱那个 launchLongChainOfMessageProcessing 并用类似的东西替换它

case WM_INPUT: int timestamp = PushTimeStampToAsyncTimestampQueue(); std::thread processThread([]() { do_work(message, timestamp);}); return 0;

Answer 1

在当前的 Windows 操作系统下，您会发现在处理大量入站消息方面，没有任何方法比使用 I/O 完成端口（简称 IOCP）的重叠 I/O 更快、更具可扩展性。它具有令人难以置信的可扩展性和极其通用的功能。

IOCP 允许您定义线程池并让这些线程由 IOCP 子系统管理和调度，等待任何基于 IO 的系统（套接字、管道、文件、任何东西）上的 IO 完成通知，如果您愿意，甚至可以不使用基于 IO 的系统；它也是一个出色的工作队列分配系统。

我提醒您不要生成线程来处理高度古怪的并发连接。您需要一个稳定的线程池，并且池足够大，这样当一个线程池由于对内核的某些调用（例如等待事件、互斥锁等）的停顿而阻塞时，另一个线程会立即分派工作。产生线程、设置和拆除上下文是昂贵的，所以避免它，幸运的是 IOCP 是一个很好的解决方案。当有工作而其他人忙于其他工作时，它能够让另一个线程从沉睡中醒来，这非常出色。

如果我设置了您所描述的系统（并且给定，您只能通过一些关于 SO 的段落来实现您的最终目标），我会毫不犹豫地使用基于 IOCP 的解决方案。

编辑在 OP 更新问题后，我奇怪地会坚持这个答案，但方式相当扭曲。他希望它尽可能快地卸载该消息队列的处理。虽然我不会为我的异步传递系统选择 Windows 消息队列，但我相信他有他的理由。

但是，我坚持使用基于 IOCP 的系统来进行实际处理。吞吐量和可扩展性简直太好了，不能用于分布式工作系统，而这似乎就是他所拥有的。没有代码，但一般算法会。

1. 创建一个基于 IOCP 的工作组，所有线程都在 GetQueueCompletionStatus() 上等待。
2. 收到每个 WM_INPUT 后，收集您需要的任何参数，构建您的“项目”以进行处理，并使用 PostQueuedCompletionStatus() 将项目发布到基于 IOCP 的工作组（顺便说一句，这是最方便埋葬的东西在您的工作人员“发布”功能中）。
3. 当每个线程被唤醒时，它都会将一个工作“项”交给它们来处理。
4. 处理完一个项目后，池线程返回到 GetQueueCompletionStatus()。

网络上有大量基于 IOCP 的示例工作队列，大多数都可以满足这种需求。除非是由恶魔编写的，否则所有内容都将比您可以在 Windows 下使用的任何其他内容具有更高的性能，这正是因为 IOCP 被紧密集成到调度程序中。