Windows服务器端编程－第二章 设备I/O与线程间通信－1

数年前做一个项目时，参考了《Programming Server-Side Application For Microsoft Windows 2000》一书，该书作者就是大名鼎鼎的Jeffery Rechard，《Windows核心编程》的作者。当时为工作组内其他人翻译了第二章。

第二章　设备I/O与线程间通信

无法完全表达本章的重要性，本章覆盖了关于实现高性能，可伸缩应用程序的两个本质性主题：设备I/O和线程间通信。一个可伸缩的应用程序在处理大量并发事务时，应像处理小量并发事务时一样高效。对于服务应用，典型的操作是处理不定期的客户端请求，并且该请求所需要的处理能力不能预见。这些请求经常来自于I/O设备，例如网络适配器；通常请求处理接着会做一些附加的I/O操作，比如磁盘文件访问等等。

对 于微软的Windows应用程序，线程是分拆工作的最好机制。每一个线程被分配给一个处理器，这样具有多处理器的机器就能够同时执行多个操作，以提高吞吐量。当某个线程提交一个设备I/O请求时，该线程将被暂时性挂起直到设备完成了I/O请求。这种挂起严重降低了性能，因为此时线程不能做其他有用的工作，如初始化另一个客户端请求并进行处理。因此，简单的说，你应该保持线程始终在忙的状态，做有用的工作，而不是简单的挂起。

要保持线程忙碌，需要进行线程间通信以使线程间彼此了解将要进行的操作。微软已经花费了数年时间在这一领域进行研究和测试，而且发展出很好的机制来进行线程间通信。这种机制称为I/O完成端口(I/O completion port)，它能够帮你创建高性能的，可伸缩的应用。一个例子是Windows 2000中新的任务内核对象(Job kernel object)：当一个任务对象监视到有操作需要进行处理，它会发送一个通知事件给一个I/O完成端口。

JobLab应用程序的示例，可以从《Programming Application For microsoft Windows, Forth Edition》(Windows核心编程)得到，该例子描述了如何使I/O完成端口和任务对象一起工作。

根据多年的Windows开发经验，我发现越来越多的人在使用I/O完成端口，我感觉每一个Windows开发人员必须透彻理解I/O完成端口是如何工作的。本书中许多示例程序都使用了I/O完成端口。即使我在本章关于设备I/O的主题中阐述I/O完成端口，需要注意的是：I/O完成端口并非是完全针对设备I/O的，简单的说，它是一个公认的用于应付无限的请求处理的进程间通信机制。

基于以上的吹捧，你可能认为我是I/O完成端口的BIG FANS。我希望在本章结束后，你也成为和我一样的粉丝。在了解I/O完成端口的细节前，我将描述Windows原来是如何向开发者提供线程间通信和设备I/O支持的。这将带给你大量的关于I/O完成端口的体验。在本章的结尾，"I/O完成端口"一节中，我将详细讨论I/O完成端口。