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Overlapped I/O 在你的身后变戏法

2014-12-29 12:00 671 查看
Overlapped I/O是win32的一项技术,你可以要求操作系统为你传送数据,并且在传送完毕时通知你。事实上,操作系统内部正是以线程来完成overlapped I/O,你可以获得线程的所有利益不需要付出什么代价。
Win32文件操作函数

win32中有3个基本的函数来执行I/O,分别是CreateFile, ReadFile, WriteFile. 关闭文件调用CloseHandle即可。
CreateFile可以用来打开各种资源,包括(不限于)

文件(硬盘,光盘,软盘或其他)

串行口和并行口
Named Pipes
Console

HANDLE CreateFile(

LPCTSTR lpFileName, //文件名称

DWORD dwDesiredAccess, //存取模式,读或写

DWORD dwShareMode, //共享模式

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, //安全属性

DWORD dwCreationDisposition, //如何产生

DWORD dwFlagsAndAttributes, //文件属性

HANDLE hTemplateFile //临时文件,将拥有全部的属性拷贝

);

第6个参数dwFlagsAndAttributes是使用overlapped I/O的关键。可以是多个数值组合在一起。对于overlapped I/O关键的是FILE_FLAG_OVERLAPPED。通过这个参数可以指定是同步或者异步访问,不能2个都指定。

overlapped I/O可以同时读或写文件的许多部分,这些操作都使用相同的文件handle。因此,当你使用overlapped I/O时,每个读写操作都要包含文件位置。如果有多个overlapped请求,那么执行的次序无法保证。不能使用标准的C库来实现overlapped
操作,必须要以ReadFile和WriteFile来完成。

BOOL ReadFile(

HANDLE hFile, //欲读的文件

LPVOID lpBuffer, //接受数据的缓冲区

DWORD nNumberOfBytesToRead, // 欲读取的字节个数

LPDWORD lpNumberOfBytesRead, // 实际读取的字节个数的地址

LPOVERLAPPED lpOverlapped // 指针,指向overlapped info结构

);

BOOL WriteFile(

HANDLE hFile,

LPCVOID lpBuffer,

DWORD nNumberOfBytesToWrite,

LPDWORD lpNumberOfBytesWritten,

LPOVERLAPPED lpOverlapped

);

typedef struct _OVERLAPPED {

ULONG_PTR Internal; //通常保留,当GetOverLappedResult返回False时,有用

ULONG_PTR InternalHigh; /通常保留,当GetOverlappedResult返回TRue时,有用

union {

struct {

DWORD Offset; //读写的偏移地址

DWORD OffsetHigh; //64位地址中较高的32位

};

PVOID Pointer;

};

HANDLE hEvent; //一个手动重置的eventuixiang,当overlapped 完成时激发

} OVERLAPPED, *OVERLAPPEDLPOVERLAPPED;

OVERLAPPED的2个功能,识别每一个正在进行的overlapped操作,你和系统之间的共享区域,参数在这个区域中双向传递。

由于OVERLAPPED结构的生命周期超越ReadFile和writeFile,所以要将其放在一个安全的地方,就是heap。

被激发的File Handles
最简单的overlapped I/O类型,是使用它自己的文件handle作为同步机制。首先以FILE_FLAG_OVERLAPPED告诉win32说你不要使用默认的同步IO。然后设立一个OVERLAPPED结构,其中包含“IO请求”的所有必要参数,并以此识别这个IO请求,直到完成为止。接下来,调用ReadFile并以OVERLAPPED结构的地址作为最后一个参数。这时,就可以等待win32为你处理io,你可以做其他的事情了。
如果你需要等待overlapped IO的执行结果,作为WaitForMultipleObjects的一部分,请在handle数组中加上这个文件handle。 当完成操作后,可调用GetOverlappdedResult以确定结果如何。


代码

BOOL WINAPI GetOverlappedResult(

HANDLE hFile, //文件或者设备的handle

LPOVERLAPPED lpOverlapped, //一个指向OVERLAPPED结构的指针

LPDWORD lpNumberOfBytesTransferred, //指针,获得真正传送的字节个数

BOOL bWait //是否要等待操作完成

);

返回值:如果overlapped操作成功,返回TRUE,失败返回FALSE。如果bWait为False而overlapped还没有完成,GetLastError会传回ERROR_IO_INCOMPLETE.

我们要注意,虽然我们要求进行overlapped操作,但如果数据可以很快的传送,那么文件操作就可能会在REadfile返回之前完成,而ReadFile返回TRUE。

如果请求进行overlapped操作,那么ReadFile和WriteFile常规情况下会返回FALSE, 我们必须调用GetLastError并确定它传回ERROR_IO_PENDING,以为着IO操作被放进队列中等待执行。如果是其他返回值,就代表一个真正的错误了。

被激发的Event对象

以文件handle作为激发机制,如果在一个文件上有多个overlapped操作时,无法得知那个overlapped操作完成了。这时,我们可以使用OVERLAPPED结构中的最后一个event handle位,当这个栏位设为一个event对象时,系统核心会在overlapped操作完成时,自动将这个event
对象激发。每个操作都有独一无二的event对象,所使用的event对象必须是手动重置的。
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