windows 异步 IO

同步 IO：线程存在 IO 操作的时候，他会等待IO 操作完成之后才会继续执行后续操作，此时线程会被挂起，知道 IO 完成，线程才可以重新调度。

异步 IO：IO 的操作在后台进行，并不阻塞线程的继续运行，IO 的操作和线程运行同时进行。

同步 IO 由于线程的挂起，运行 发生大量的上下文切换，导致程序的性能降低。

如何选择同步还是异步呢？

主要有这么几个指标供参考

1. 并发数量

2. 接收字节数

3. 处理请求所需CPU时间

并发数

并发低的时候同步IO与异步IO差别不大

并发高时差别会比较明显，这要表现在

1. 开启线程数:如并发1000时，同步IO要开启1000个线程，1000个线程要占用很多内存，这是其一，其二1000个线程间切换的时间也是很可观的；异 步IO则可避免这个问题

接收字节数

接收字节越少被阻塞的概率越低，同步IO与异步IO的差别就越小

接收字节越多被阻塞的概率就越大，异步IO的优势越明显，能够同时服务更多的客户端请求

处理请求所需CPU时间

同步阻塞IO

服务端在调用read()时，如果网卡缓冲区中没有数据则程序停止向下执行，直到网卡缓冲区中有数据。

同步的非阻塞IO是这样的

服务端调用read()后，网卡缓冲区中如果没有数据可读就返回 ，服务器采用循环的方式再去读取


可以看出CPU大部分被浪费了

异步非阻塞IO

服务端调用read()方法，若网卡缓冲区中无数据则返回，程序继续向下执行。当缓冲区中有数据时，系统会通知应用程序。

windows 中异步 IO，其中一种方法就是 CreateFile 创建设备是设定 FILE_FLAG_OVERLAPPED 风格。

使用 ReadFile 读文件，和 WriteFile 写文件的时候都要 使用 OVERLAPPED 结构体。

OVERLAPPED 结构中有些成员都需要我们初始化。

ypedef struct _OVERLAPPED {
  ULONG_PTR Internal;
  ULONG_PTR InternalHigh;
  union {
    struct {
      DWORD Offset;
      DWORD OffsetHigh;
    };
    PVOID  Pointer;
  };
  HANDLE    hEvent;
} OVERLAPPED, *LPOVERLAPPED;

offset 和 offsetHigh 指定我们从哪里开始 IO 操作。

hEvent 事件句柄，初始化为 无信号，IO 操作完成之后 系统会设置为有信号。如果我们调用 GetOverlappedResult 函数之后，hEvent 会被设置为无信号。

HANDLE hread = CreateFile(TEXT("D:\\readme.txt"), GENERIC_WRITE | GENERIC_READ, 0, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_FLAG_OVERLAPPED, NULL);
	if(hread == INVALID_HANDLE_VALUE)
	{
		printf("CreateFile failed %lu\n", GetLastError());
		return 1;
	}
	HANDLE hEvent = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);
	OVERLAPPED oap;
	oap.hEvent = hEvent;
	oap.Offset = 0;
	oap.OffsetHigh = 0;
	DWORD _bytes = 0;
	while(1)
	{
		UINT8 buffer[MAX_PATH + 1] = {0};
		if(!ReadFile(hread, buffer, MAX_PATH , NULL, &oap))
		{
			if(GetLastError() == ERROR_IO_PENDING)
			{
				if(!GetOverlappedResult(hread, &oap, &_bytes, TRUE))
				{
					printf("failed %lu\n", GetLastError());
					return ;
				}
				if(_bytes == 0)
					return ;
				oap.Offset += _bytes;
			}
			else
			{
				printf("failed %lu\n", GetLastError());
			}
		}
	}