《Windows via C/C++》学习笔记 —— 设备I/O之“同步的设备I/O”

　　前面曾经讲过，设备I/O的方式有两种：同步和异步。本篇介绍一下同步设备I/O。主要涉及到两个函数：ReadFile和WriteFile。

　　不要被这两个函数的名称迷惑，不仅可以将这两个作用于文件，也可以作用于其他设备：比如管道、邮槽等。

 

　　最简单的设备I/O，可以通过ReadFile和WriteFile这两个函数来实现：

BOOL ReadFile(
   HANDLE      hFile,          // 设备对象句柄
   PVOID       pvBuffer,       // 读取缓冲区
   DWORD       nNumBytesToRead,      // 读取的字节数
   PDWORD      pdwNumBytes,          // 返回实际读取的字节数
   OVERLAPPED *  pOverlapped);         // 重叠结构指针，仅在异步方式有用

BOOL WriteFile(
   HANDLE      hFile,
   CONST VOID   * pvBuffer,
   DWORD       nNumBytesToWrite,
   PDWORD      pdwNumBytes,      // 返回实际写入的字节数
   OVERLAPPED *  pOverlapped);

 

　　在同步方式下使用这2个函数进行设备I/O，在同步模式下，两个函数的最后一个参数pOverlapped都要设置为NULL。另外，必须要注意这一点：就是在用CreateFile创建或打开设备之时，其FLAG参数不能包括FLAG_FILE_OVERLAPPED，否则系统认为你想要异步地实现设备I/O。

　　另外，ReadFile只能读取这些设备，即在使用CreateFile创建或打开设备的时候，该函数的FLAG参数中包括GENERIC_READ。而WriteFile只能写入这些设备，即使用CreateFile函数的时候，FLAG参数包括GENERIC_WRITE。

 

　　邮槽、管道、文件、串行端口等设备是有自己的高速缓存的。如果在CreateFile函数的FLAG参数中没有包括FILE_FLAG_NO_BUFFERING，也就是可以将写入的数据暂存在缓冲区中，那么可以通过FlushFileBuffers来强行将暂存在与设备有关的缓冲区中的全部数据写入到设备中。

BOOL FlushFileBuffers(HANDLE hFile);

 

　　同步方式的设备I/O实现简单，但是缺点也是明显的，就是会阻碍有关线程中的其他与设备I/O无关的操作。因为设备I/O函数直到设备I/O请求结束才返回，如果数据量大，很可能会阻碍其他无关的操作。

　　为了解决这个问题，你应该尽量使用异步的设备I/O。但是可惜的是，Windows API中，没有为CreaetFile这个函数提供任何异步的方式来实现。Windows Vista提供了另一种方法：中途取消同步设备I/O。可以通过使用函数CancelSynchronousIo来取消一个线程之内的正在进行的同步设备I/O操作。

BOOL CancelSynchronousIo(HANDLE hThread);      // 参数是线程句柄

 

　　该函数接受一个线程句柄，该句柄是一个正在等待同步设备I/O操作完成的线程的句柄。该句柄在创建或打开的时候，必须具有THREAD_TERMINATE操作权限。如果你调用CreateThread或_beginthreadex函数来创建线程，那么返回的线程句柄就包含THREAD_TERMINATED的操作权限。如果使用OpenThread函数来获得一个已创建的线程的句柄，那么就传递THREAD_TERMINATED给dwDesiredAccess参数（第1个参数）。如果没有设置该权限，那么CancelSynchronousIo返回FALSE，调用GetLastError返回ERROR_ACCESS_DENIED（访问拒绝错误）。

　　如果线程已经结束了等待设备I/O，那么再调用CancelSynchronousIo函数会返回TRUE，而不是FLASE，调用GetLastError则返回ERROR_OPERATION_ABORTED（操作失败错误）。

　　如果线程并不是等待在设备I/O的返回上，那么调用该函数会返回FALSE，随后调用GetLastError会返回ERROR_NO_FOUND（未找到的错误）。