美文网首页
Windows Overlapped I/O 操作

Windows Overlapped I/O 操作

作者: 三万分之一 | 来源:发表于2020-02-22 19:51 被阅读0次

    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。

    用户模式的线程同步机制效率高,如果需要考虑线程同步问题,应该首先考虑用户模式的线程同步方法。但是,用户模式的线程同步有限制,对于多个进程之间的线程同步,用户模式的线程同步方法无能为力。这时,只能考虑使用内核模式。Windows提供了许多内核对象来实现线程的同步。对于线程同步而言,这些内核对象有两个非常重要的状态:“已通知”状态,“未通知”状态(也有翻译为:受信状态,未受信状态)。Windows提供了几种内核对象可以处于已通知状态和未通知状态:进程、线程、作业、文件、控制台输入/输出/错误流、事件、等待定时器、信号量、互斥对象。

    你可以通知一个内核对象,使之处于“已通知状态”,然后让其他等待在该内核对象上的线程继续执行。你可以使用Windows提供的API函数,等待函数来等待某一个或某些内核对象变为已通知状态。

    你可以使用WaitForSingleObject函数来等待一个内核对象变为已通知状态:

    DWORD WaitForSingleObject(

    HANDLE hObject, //指明一个内核对象的句柄

    DWORD dwMilliseconds); //等待时间

    该函数需要传递一个内核对象句柄,该句柄标识一个内核对象,如果该内核对象处于未通知状态,则该函数导致线程进入阻塞状态如果该内核对象处于已通知状态,则该函数立即返回WAIT_OBJECT_0。第二个参数指明了需要等待的时间(毫秒),可以传递INFINITE指明要无限期等待下去,如果第二个参数为0,那么函数就测试同步对象的状态并立即返回。如果等待超时,该函数返回WAIT_TIMEOUT。如果该函数失败,返回WAIT_FAILED。可以通过下面的代码来判断:

    DWORD dw = WaitForSingleObject(hProcess, 5000); //等待一个进程结束

    switch (dw)

    {

    case WAIT_OBJECT_0:

    // hProcess所代表的进程在5秒内结束

    break;

    case WAIT_TIMEOUT:

    // 等待时间超过5秒

    break;

    case WAIT_FAILED:

    // 函数调用失败,比如传递了一个无效的句柄

    break;

    }

    还可以使用WaitForMulitpleObjects函数来等待多个内核对象变为已通知状态:

    DWORD WaitForMultipleObjects(

    DWORD dwCount, //等待的内核对象个数

    CONST HANDLE* phObjects, //一个存放被等待的内核对象句柄的数组

    BOOL bWaitAll, //是否等到所有内核对象为已通知状态后才返回

    DWORD dwMilliseconds); //等待时间

    该函数的第一个参数指明等待的内核对象的个数,可以是0到MAXIMUM_WAIT_OBJECTS(64)中的一个值。phObjects参数是一个存放等待的内核对象句柄的数组。bWaitAll参数如果为TRUE,则只有当等待的所有内核对象为已通知状态时函数才返回,如果为FALSE,则只要一个内核对象为已通知状态,则该函数返回。第四个参数和WaitForSingleObject中的dwMilliseconds参数类似。

      该函数失败,返回WAIT_FAILED;如果超时,返回WAIT_TIMEOUT;如果bWaitAll参数为TRUE,函数成功则返回WAIT_OBJECT_0,如果bWaitAll为FALSE,函数成功则返回值指明是哪个内核对象收到通知。

      可以如下使用该函数:

    HANDLE h[3]; //句柄数组

    //三个进程句柄

    h[0] = hProcess1;

    h[1] = hProcess2;

    h[2] = hProcess3;

    DWORD dw = WaitForMultipleObjects(3, h, FALSE, 5000); //等待3个进程结束

    switch (dw)

    {

    case WAIT_FAILED:

    // 函数呼叫失败

    break;

    case WAIT_TIMEOUT:

    // 超时

    break;

    case WAIT_OBJECT_0 + 0:

    // h[0](hProcess1)所代表的进程结束

    break;

    case WAIT_OBJECT_0 + 1:

    // h[1](hProcess2)所代表的进程结束

    break;

    case WAIT_OBJECT_0 + 2:

    // h[2](hProcess3)所代表的进程结束

    break;

    }

    你也可以同时通知一个内核对象,同时等待另一个内核对象,这两个操作以原子的方式进行:

    DWORD SignalObjectAndWait(

    HANDLE hObjectToSignal, //通知的内核对象

    HANDLE hObjectToWaitOn, //等待的内核对象

    DWORD dwMilliseconds, //等待的时间

    BOOL bAlertable); //与IO完成端口有关的参数,暂不讨论

    该函数在内部使得hObjectToSignal参数所指明的内核对象变成已通知状态,同时等待hObjectToWaitOn参数所代表的内核对象。dwMilliseconds参数的用法与WaitForSingleObject函数类似。

    该函数返回如下:WAIT_OBJECT_0,WAIT_TIMEOUT,WAIT_FAILED,WAIT_IO_COMPLETION。

      等你需要通知一个互斥内核对象并等待一个事件内核对象的时候,可以这么写:

    ReleaseMutex(hMutex);

    WaitForSingleObject(hEvent, INFINITE);

    可是,这样的代码不是以原子的方式来操纵这两个内核对象。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所代表的进程在5秒内结束

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

    break;

    caseWAIT_TIMEOUT:

    // 等待时间超过5秒

    break;

    caseWAIT_FAILED:

    // 函数调用失败,比如传递了一个无效的句柄

    break;

    }

    cout<<"MyThreadProc1 leave"<

    return0;

    }

    DWORD WINAPIMyThreadProc2(PVOID pParam)

    {

    Sleep(10);// 为了证明只有释放信号,线程1才能执行

    Sleep(10);// 为了证明只有释放信号,线程1才能执行

    cout<<"MyThreadProc2 come in\n"<

    //SetEvent(g_hEvent); // 释放信号

    ResetEvent(g_hEvent);

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

    cout<<"MyThreadProc2 leave\n"<

    return0;

    }

    函数原型为DWORD WaitForSignleObject( HANDLE hHandle, DWORD dwMilliseconds );

    参数说明:

    hHandle表示要等待检查的对象句柄;

    dwMillseconds表示该函数等待的期限;

    函数功能说明:该函数是用来等待指定的对象被触发或函数超时。若dwMilliseconds设置为无限大INFINITE则该函数一直等待下去直到对象被触发。

    函数返回值:WAIT_OBJECT_0表示函数成功执行且指定的对象被触发处于signaled有信号状态;

    WAIT_TIMEOUT表示函数成功执行但超时且对象没有被触发处于nonsignaled无信号状态;

    WAIT_FAILED表示函数执行失败,通常是由hHandle句柄不可用,可以调用GetLastError()查看。

    详细说明:该函数检测指定的对象的当前状态,若为nonsignaled则调用者线程将处于等待状态,在此状态下消耗少量的处理器时间直到对象状态改变为signaled或超时。值得注意的是超时时限范围为0~0x7FFF FFFF,上限是0x7FFF FFFF而不是无穷大0xFFFF FFFF。若设定值为0x8000 0000~0xFFFF FFFF将等同于0x7FFFF FFFF。若要使用大于上限值请使用无穷大。在函数返回之前,有一个等待函数会修改引起函数返回的对象的状态,比如将信号量减1。目前该函数可以等待的对象包括事件event、互斥体mutex、信号量semaphore、进程process和线程thread。

    相关文章

      网友评论

          本文标题:Windows Overlapped I/O 操作

          本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/vkkrqhtx.html