重叠IO overlapped I/O 运用详解

2009年02月21日 星期六 下午 07:54

I/O设备处理必然让主程序停下来干等I/O的完成,
对这个问题有

方法一:使用另一个线程进行I/O。这个方案可行,但是麻烦。                即 CreateThread(…………);创建一个子线程做其他事情。      Readfile(^…………);阻塞方式读数据。

方法二:使用overlapped I/O。
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。这项技术使你的程序在I/O进行过程中仍然能够继续处理事务。事实上,操作系统内部正是以线程来I/O完成overlapped I/O。你可以获得线程的所有利益,而不需付出什么痛苦的代价
   

怎样使用overlapped I/O:

进行I/O操作时,指定overlapped方式
使用CreateFile (),将其第6个参数指定为FILE_FLAG_OVERLAPPED,
就是准备使用overlapped的方式构造或打开文件;
如果采用 overlapped,那么ReadFile()、WriteFile()的第5个参数必须提供一个指针,

指向一个OVERLAPPED结构。 OVERLAPPED用于记录了当前正在操作的文件一些相关信息。

//功能:从指定文件的1500位置读入300个字节
int main()
{
    BOOL rc;
    HANDLE hFile;
    DWORD numread;
    OVERLAPPED overlap;
    char buf[512];
    char szPath=”c:\\xxxx\xxxx”;
    hFile = CreateFile( szPath,
                    GENERIC_READ,
                    FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE,
                    NULL,
                    OPEN_EXISTING,
                    FILE_FLAG_OVERLAPPED, //
以overlapped打开文件
                    NULL
                );

// OVERLAPPED结构实始化为0
    memset(&overlap, 0, sizeof(overlap));
    //指定文件位置是
1500;
    overlap.Offset = 1500;
   
    rc = ReadFile(hFile,buf,300,&numread,&overlap);
    //因为是overlapped操作,ReadFile会将读文件请求放入读队列之后立即返回(false),而不会等到文件读完才返回
(true)
    if (rc)
    {

…………此处即得到数据了。
       //文件真是被读完了,rc为true
       // 或当数据被放入cache中,或操作系统认为它可以很快速地取得数据,rc为
true
    }
    else
    {
        if (GetLastError() == ERROR_IO_PENDING)
        {//当错误是ERROR_IO_PENDING,那意味着读文件的操作还在进行中

         //等候,直到文件读完
            WaitForSingleObject(hFile, INFINITE);
            rc = GetOverlappedResult(hFile,&overlap,&numread,FALSE);
            //
上面二条语句完成的功能与下面一条语句的功能等价:

一只阻塞等到得到数据才继续下面。
            // GetOverlappedResult(hFile,&overlap,&numread,TRUE);
         }
         else
         {
            //
出错了
        }
    }
    CloseHandle(hFile);
    return EXIT_SUCCESS;
}

在实际工作中,若有几个操作同一个文件时,
怎么办?我们可以利用OVERLAPPED结构中提供的event来解决上面遇到的问题。

注意,你所使用的event对象必须是一个MANUAL型的;否则,可能产生竞争条件。
int main()
{
    int i;
    BOOL rc;
    char szPath=”x:\\xxxx\xxxx”;
    //
以overlapped的方式打开文件
    ghFile = CreateFile( szPath,
                    GENERIC_READ,
                    FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE,
                    NULL,
                    OPEN_EXISTING,
                    FILE_FLAG_OVERLAPPED,
                    NULL
                );
    for (i=0; i<MAX_REQUESTS; i++)   requests
同时有N个同时读取文件
    {
        //
将同一文件按几个部分按overlapped方式同时读
        //注意看QueueRequest函数是如何运做的,每次读16384个块
        QueueRequest(i, i*16384, READ_SIZE);
    }
    //
等候所有操作结束;
    //隐含条件:当一个操作完成时,其对应的event对象会被激活

    WaitForMultipleObjects(MAX_REQUESTS, ghEvents, TRUE, INFINITE);
    //
收尾操作
    for (i=0; i<MAX_REQUESTS; i++)
    {
        DWORD dwNumread;
        rc = GetOverlappedResult(
                                ghFile,
                                &gOverlapped[i],
                                &dwNumread,
                                FALSE
                            );
        CloseHandle(gOverlapped[i].hEvent);
    }
    CloseHandle(ghFile);
    return EXIT_SUCCESS;
}

 

 

//当读操作完成以后,gOverlapped[nIndex].hEvent会系统被激发
int QueueRequest(int nIndex, DWORD dwLocation, DWORD dwAmount)
{
    //
构造一个MANUAL型的event对象
    ghEvents[nIndex] = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL)
    //将此event对象置入OVERLAPPED结构
    gOverlapped[nIndex].hEvent = ghEvents[nIndex];

每个重叠对象对应一个事件。
    gOverlapped[nIndex].Offset = dwLocation;
    for (i=0; i<MAX_TRY_COUNT; i++) //
尝试几次。
   {
      //
文件ghFile唯一
       rc = ReadFile(ghFile, gBuffers[nIndex],&dwNumread,&gOverlapped[nIndex]);
       if (rc)
如果立刻读到数据则返回真
         return TRUE;
       err = GetLastError();
       if (err == ERROR_IO_PENDING)
       {
           //
当错误是ERROR_IO_PENDING,那意味着读文件的操作还在进行中
          return TRUE;
       }
       //
处理一些可恢复的错误
       if ( err == ERROR_INVALID_USER_BUFFER ||
            err == ERROR_NOT_ENOUGH_QUOTA ||
            err == ERROR_NOT_ENOUGH_MEMORY )
        {
           sleep(50);
           continue;//
重试
        }
        //
如果GetLastError()返回的不是以上列出的错误,放弃
        break;
    }

    return -1;

}

程序流程:

1 N个用户同时读取一个文件的各个部分,且每个用户对应一个重叠对象和事件。

2:调用WaitForMultipleObjects(MAX_REQUESTS, ghEvents, TRUE, INFINITE) 当任何一个用户的读操作完成时,函数停止阻塞。并且ghEvents中对应于的读取数据完毕的用户的事件被激活。

3:调用GetOverlappedResult 取得读取数据完毕的用户编号。

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