Windows Overlapped I/O 操作

I/O設(shè)備處理必然讓主程序停下來(lái)干等I/O的完成,對(duì)這個(gè)問(wèn)題有

方法一:使用另一個(gè)線程進(jìn)行I/O蛔屹。這個(gè)方案可行削樊,但是麻煩。即 CreateThread(…………)兔毒;創(chuàng)建一個(gè)子線程做其他事情漫贞。? Readfile(^…………);阻塞方式讀數(shù)據(jù)育叁。

方法二:使用overlapped I/O迅脐。

overlapped I/O是WIN32的一項(xiàng)技術(shù),你可以要求操作系統(tǒng)為你傳送數(shù)據(jù)豪嗽,并且在傳送完畢時(shí)通知你谴蔑。這項(xiàng)技術(shù)使你的程序在I/O進(jìn)行過(guò)程中仍然能夠繼續(xù)處理事務(wù)。事實(shí)上龟梦,操作系統(tǒng)內(nèi)部正是以線程來(lái)I/O完成overlapped I/O隐锭。你可以獲得線程的所有利益,而不需付出什么痛苦的代價(jià)计贰。

怎樣使用overlapped I/O:

進(jìn)行I/O操作時(shí)钦睡,指定overlapped方式,使用CreateFile ()躁倒,將其第6個(gè)參數(shù)指定為FILE_FLAG_OVERLAPPED荞怒,就是準(zhǔn)備使用overlapped的方式構(gòu)造或打開(kāi)文件;如果采用 overlapped,那么ReadFile()秧秉、WriteFile()的第5個(gè)參數(shù)必須提供一個(gè)指針褐桌,指向一個(gè)OVERLAPPED結(jié)構(gòu)。 OVERLAPPED用于記錄了當(dāng)前正在操作的文件一些相關(guān)信息福贞。

用戶模式的線程同步機(jī)制效率高撩嚼,如果需要考慮線程同步問(wèn)題,應(yīng)該首先考慮用戶模式的線程同步方法挖帘。但是完丽,用戶模式的線程同步有限制,對(duì)于多個(gè)進(jìn)程之間的線程同步拇舀,用戶模式的線程同步方法無(wú)能為力逻族。這時(shí),只能考慮使用內(nèi)核模式骄崩。Windows提供了許多內(nèi)核對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)線程的同步聘鳞。對(duì)于線程同步而言薄辅,這些內(nèi)核對(duì)象有兩個(gè)非常重要的狀態(tài):“已通知”狀態(tài),“未通知”狀態(tài)(也有翻譯為:受信狀態(tài)抠璃,未受信狀態(tài))站楚。Windows提供了幾種內(nèi)核對(duì)象可以處于已通知狀態(tài)和未通知狀態(tài):進(jìn)程、線程搏嗡、作業(yè)窿春、文件、控制臺(tái)輸入/輸出/錯(cuò)誤流采盒、事件旧乞、等待定時(shí)器、信號(hào)量磅氨、互斥對(duì)象尺栖。

你可以通知一個(gè)內(nèi)核對(duì)象,使之處于“已通知狀態(tài)”烦租,然后讓其他等待在該內(nèi)核對(duì)象上的線程繼續(xù)執(zhí)行延赌。你可以使用Windows提供的API函數(shù),等待函數(shù)來(lái)等待某一個(gè)或某些內(nèi)核對(duì)象變?yōu)橐淹ㄖ獱顟B(tài)左权。

你可以使用WaitForSingleObject函數(shù)來(lái)等待一個(gè)內(nèi)核對(duì)象變?yōu)橐淹ㄖ獱顟B(tài):

DWORD WaitForSingleObject(

HANDLE hObject, //指明一個(gè)內(nèi)核對(duì)象的句柄

DWORD dwMilliseconds); //等待時(shí)間

該函數(shù)需要傳遞一個(gè)內(nèi)核對(duì)象句柄皮胡,該句柄標(biāo)識(shí)一個(gè)內(nèi)核對(duì)象,如果該內(nèi)核對(duì)象處于未通知狀態(tài)赏迟,則該函數(shù)導(dǎo)致線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)屡贺;如果該內(nèi)核對(duì)象處于已通知狀態(tài),則該函數(shù)立即返回WAIT_OBJECT_0锌杀。第二個(gè)參數(shù)指明了需要等待的時(shí)間(毫秒)甩栈,可以傳遞INFINITE指明要無(wú)限期等待下去,如果第二個(gè)參數(shù)為0糕再,那么函數(shù)就測(cè)試同步對(duì)象的狀態(tài)并立即返回量没。如果等待超時(shí),該函數(shù)返回WAIT_TIMEOUT突想。如果該函數(shù)失敗殴蹄,返回WAIT_FAILED』#可以通過(guò)下面的代碼來(lái)判斷:


DWORD dw = WaitForSingleObject(hProcess, 5000); //等待一個(gè)進(jìn)程結(jié)束

switch (dw)

{

case WAIT_OBJECT_0:

// hProcess所代表的進(jìn)程在5秒內(nèi)結(jié)束

break;

case WAIT_TIMEOUT:

// 等待時(shí)間超過(guò)5秒

break;

case WAIT_FAILED:

// 函數(shù)調(diào)用失敗袭灯,比如傳遞了一個(gè)無(wú)效的句柄

break;

}

還可以使用WaitForMulitpleObjects函數(shù)來(lái)等待多個(gè)內(nèi)核對(duì)象變?yōu)橐淹ㄖ獱顟B(tài):

DWORD WaitForMultipleObjects(

DWORD dwCount, //等待的內(nèi)核對(duì)象個(gè)數(shù)

CONST HANDLE* phObjects, //一個(gè)存放被等待的內(nèi)核對(duì)象句柄的數(shù)組

BOOL bWaitAll, //是否等到所有內(nèi)核對(duì)象為已通知狀態(tài)后才返回

DWORD dwMilliseconds); //等待時(shí)間

該函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)指明等待的內(nèi)核對(duì)象的個(gè)數(shù),可以是0到MAXIMUM_WAIT_OBJECTS(64)中的一個(gè)值绑嘹。phObjects參數(shù)是一個(gè)存放等待的內(nèi)核對(duì)象句柄的數(shù)組稽荧。bWaitAll參數(shù)如果為T(mén)RUE,則只有當(dāng)?shù)却乃袃?nèi)核對(duì)象為已通知狀態(tài)時(shí)函數(shù)才返回工腋,如果為FALSE姨丈,則只要一個(gè)內(nèi)核對(duì)象為已通知狀態(tài)畅卓,則該函數(shù)返回。第四個(gè)參數(shù)和WaitForSingleObject中的dwMilliseconds參數(shù)類似蟋恬。

  該函數(shù)失敗翁潘,返回WAIT_FAILED;如果超時(shí)歼争,返回WAIT_TIMEOUT唐础;如果bWaitAll參數(shù)為T(mén)RUE,函數(shù)成功則返回WAIT_OBJECT_0矾飞,如果bWaitAll為FALSE,函數(shù)成功則返回值指明是哪個(gè)內(nèi)核對(duì)象收到通知呀邢。

  可以如下使用該函數(shù):

HANDLE h[3]; //句柄數(shù)組

//三個(gè)進(jìn)程句柄

h[0] = hProcess1;

h[1] = hProcess2;

h[2] = hProcess3;

DWORD dw = WaitForMultipleObjects(3, h, FALSE, 5000); //等待3個(gè)進(jìn)程結(jié)束

switch (dw)

{

case WAIT_FAILED:

// 函數(shù)呼叫失敗

break;

case WAIT_TIMEOUT:

// 超時(shí)

break;

case WAIT_OBJECT_0 + 0:

// h[0](hProcess1)所代表的進(jìn)程結(jié)束

break;

case WAIT_OBJECT_0 + 1:

// h[1](hProcess2)所代表的進(jìn)程結(jié)束

break;

case WAIT_OBJECT_0 + 2:

// h[2](hProcess3)所代表的進(jìn)程結(jié)束

break;

}

你也可以同時(shí)通知一個(gè)內(nèi)核對(duì)象洒沦,同時(shí)等待另一個(gè)內(nèi)核對(duì)象,這兩個(gè)操作以原子的方式進(jìn)行:

DWORD SignalObjectAndWait(

HANDLE hObjectToSignal, //通知的內(nèi)核對(duì)象

HANDLE hObjectToWaitOn, //等待的內(nèi)核對(duì)象

DWORD dwMilliseconds, //等待的時(shí)間

BOOL bAlertable); //與IO完成端口有關(guān)的參數(shù)价淌,暫不討論

該函數(shù)在內(nèi)部使得hObjectToSignal參數(shù)所指明的內(nèi)核對(duì)象變成已通知狀態(tài)申眼,同時(shí)等待hObjectToWaitOn參數(shù)所代表的內(nèi)核對(duì)象。dwMilliseconds參數(shù)的用法與WaitForSingleObject函數(shù)類似蝉衣。

該函數(shù)返回如下:WAIT_OBJECT_0括尸,WAIT_TIMEOUT,WAIT_FAILED病毡,WAIT_IO_COMPLETION濒翻。

  等你需要通知一個(gè)互斥內(nèi)核對(duì)象并等待一個(gè)事件內(nèi)核對(duì)象的時(shí)候,可以這么寫(xiě):

ReleaseMutex(hMutex);

WaitForSingleObject(hEvent, INFINITE);

可是啦膜,這樣的代碼不是以原子的方式來(lái)操縱這兩個(gè)內(nèi)核對(duì)象有送。因此,可以更改如下:

SignalObjectAndWait(hMutex, hEvent, INFINITE, FALSE);

#include"stdafx.h"

#include<iostream>

#include<windows.h>

usingnamespacestd;

HANDLE g_hEvent;

DWORD WINAPIMyThreadProc1(PVOID pParam);

DWORD WINAPIMyThreadProc2(PVOID pParam);

intmain()

{

cout<<"test WaitForSingleObject\n"<

g_hEvent = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, TEXT("Test"));

CreateThread(NULL,0, MyThreadProc1,NULL,0,NULL);

CreateThread(NULL,0, MyThreadProc2,NULL,0,NULL);

system("pause");

return0;

}

DWORD WINAPIMyThreadProc1(PVOID pParam)

{

cout<<"MyThreadProc1 come in\n"<

//DWORD dwReturn = WAIT_OBJECT_0;

DWORD dwReturn = WaitForSingleObject(g_hEvent, INFINITE);

switch(dwReturn)

{

caseWAIT_OBJECT_0:

// hProcess所代表的進(jìn)程在5秒內(nèi)結(jié)束

cout<<"MyThreadProc1 >>> WaitForSingleObject signaled\n"<

break;

caseWAIT_TIMEOUT:

// 等待時(shí)間超過(guò)5秒

break;

caseWAIT_FAILED:

// 函數(shù)調(diào)用失敗僧家,比如傳遞了一個(gè)無(wú)效的句柄

break;

}

cout<<"MyThreadProc1 leave"<

return0;

}

DWORD WINAPIMyThreadProc2(PVOID pParam)

{

Sleep(10);// 為了證明只有釋放信號(hào)雀摘,線程1才能執(zhí)行

Sleep(10);// 為了證明只有釋放信號(hào),線程1才能執(zhí)行

cout<<"MyThreadProc2 come in\n"<

//SetEvent(g_hEvent); // 釋放信號(hào)

ResetEvent(g_hEvent);

cout<<"MyThreadProc2 >>> send g_hEvent signal\n"<

cout<<"MyThreadProc2 leave\n"<

return0;

}

函數(shù)原型為DWORD?WaitForSignleObject(?HANDLE?hHandle,?DWORD?dwMilliseconds?);

參數(shù)說(shuō)明:

hHandle表示要等待檢查的對(duì)象句柄八拱;

dwMillseconds表示該函數(shù)等待的期限阵赠;

函數(shù)功能說(shuō)明:該函數(shù)是用來(lái)等待指定的對(duì)象被觸發(fā)或函數(shù)超時(shí)。若dwMilliseconds設(shè)置為無(wú)限大INFINITE則該函數(shù)一直等待下去直到對(duì)象被觸發(fā)肌稻。

函數(shù)返回值:WAIT_OBJECT_0表示函數(shù)成功執(zhí)行且指定的對(duì)象被觸發(fā)處于signaled有信號(hào)狀態(tài)清蚀;

WAIT_TIMEOUT表示函數(shù)成功執(zhí)行但超時(shí)且對(duì)象沒(méi)有被觸發(fā)處于nonsignaled無(wú)信號(hào)狀態(tài);

WAIT_FAILED表示函數(shù)執(zhí)行失敗灯萍,通常是由hHandle句柄不可用轧铁,可以調(diào)用GetLastError()查看。

詳細(xì)說(shuō)明:該函數(shù)檢測(cè)指定的對(duì)象的當(dāng)前狀態(tài)旦棉,若為nonsignaled則調(diào)用者線程將處于等待狀態(tài)齿风,在此狀態(tài)下消耗少量的處理器時(shí)間直到對(duì)象狀態(tài)改變?yōu)閟ignaled或超時(shí)药薯。值得注意的是超時(shí)時(shí)限范圍為0~0x7FFF?FFFF,上限是0x7FFF?FFFF而不是無(wú)窮大0xFFFF?FFFF救斑。若設(shè)定值為0x8000?0000~0xFFFF?FFFF將等同于0x7FFFF?FFFF童本。若要使用大于上限值請(qǐng)使用無(wú)窮大。在函數(shù)返回之前脸候,有一個(gè)等待函數(shù)會(huì)修改引起函數(shù)返回的對(duì)象的狀態(tài)穷娱,比如將信號(hào)量減1。目前該函數(shù)可以等待的對(duì)象包括事件event运沦、互斥體mutex泵额、信號(hào)量semaphore、進(jìn)程process和線程thread携添。

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