• 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:\xxxxxxxx”;
        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:\xxxxxxxx”;
        //
    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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