设备I/O之OVERLAPPED(IO重叠)
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OVERLAPPED,顾名思义为重叠,乍一看会很奇怪,重叠?谁跟谁重叠?
似乎在WIN32的Programming中没有这个概念呀?要讨论这个问题就要追溯到对设备I/O的访问中.在WIN32中,用户不能象以前那样直接对硬件进行访问,使得这一层
对开发者而言是个"黑盒",而是提供了一组对应的API的接口.让开发者
基于提供的接口进行开发,而把低层的访问交给了Driver或者内核.
在WIN32中,设备的概念已经远远超过了Moniter,Printer等的范围,大概
可以包括文件,目录,串口,并口,管道以及控制台等.很自然的,当我们要
访问这个设备的时候,我们的第一步就是打开这个设备,其中WIN32 API
提供的是CreateFile,具体的使用可以参考MSDN,其中包括的一些
参数表明了是否这个设备已经存在(dwCreationDisposition),
是否以独占的方式(dwShareMode)打开等等.
这里大家可能已经产生了这个想法:呀,既然是跟设备打交道,
那么设备的速度这么慢,而CPU的速度这么快,这两者应该怎么
协调好呢?举个例子说,我要访问软盘上的资料,哪怕它是一秒
后就读出来了,那其实对CPU也是一种很大的浪费呀.是的,的确
会有这个问题,既然有问题,我们就要解决,而MicroSoft
的解决方式就是这里我们的讨论题目:OverLapped
这个字符到底是什么含义呢?其实它的意思就是当程序在等待
设备操作的时候,可以继续往下做而不必阻塞到那个地方等待
设备操作的返回,这就造成了程序运行和设备操作时间上的
重叠.是的,是这样的,神奇吧,那么程序该怎么知道设备操作
什么时候做完了返回了呢...
讲到这个地方,我们又要引入多线程的概念了.其实
相信大家对多线程都有了一定的了解,其实多线程主要
就是一个同步的问题,如何协调好这些"跑起来就不羁"
的线程,WIN32提供给我们的是WaitForSingleObject
和WaitForMultiObject这两个函数,而WIN32中提供了
一组专门用来同步的对象包括Critical Section,
Mutex,Semaphore,Event等,这其中的绝大多数都
属于内核对象(Kernal Object),其中这些对象与
一般对象的最大区别就是他们是属于系统内核维护
的一块数据结构.程序不能直接访问他们.这些对象
都具备两种形态,这里我们不妨称之为:有信号的和
无信号的.这样当我们使用Wait函数的时候,就可以
根据信号的有无来使得程序是否阻塞在wait的地方,
简单的说,就是当我们调用一个函数:WaiForSingObject(Event a);
的时候,如果a事件有信号,那么程序就往下跑,如果是
无信号的,那么程序就阻塞在当前位置,等待其变为
有信号的.举个形象的粒子,比如线程是个在高速公路
上跑的汽车,Wait函数的作用就是让这辆汽车开到
一个十字路口,等待路口的信号灯是否为绿色的,如果
是那么汽车接着往下跑,否则对不起,请等在那边等
信号灯变为绿色..
在这里,我使用下来最方便的就是Event这个对象了,
因为我们可以很方便的对它进行操作,比如SetEvent
使的它变为有信号的,而ResetEvent使得它变为无信号的,
当然其他的一些比如Mutex在使得程序不能重复
加载等地方也很方便..
这样当我们想要异步的(OVERLAPPED)访问设备
的时候,只要首先在CreataFile的时候用上(OVERLAPPED)
标志,然后在读写操作(对应的是WriteFile和ReadFile)
的时候同样使用这个标志即可...
看看下面这段:
////1处 ////以重叠方式接收指定字符，看函数是否读取成功
fReadStat=ReadFile(hCom,lpBlock,dwLength,&dwLength,&osRead);
if(!fReadStat)
{
file://属重叠方式操作在后台进行的情况...
if(GetLastError()==ERROR_IO_PENDING)
{
////2处
file://等待1s,若接收事件处于信号态，说明重叠方式操作完成，超时...
////3处 if(WaitForSingleObject(osRead.hEvent,1000)==WAIT_TIMEOUT)
dwLength=0;
}
else dwLength=0;//异常情况
}
这样当程序在用异步的方式读取资料的时候,不管
设备有没有操作完,程序会立即往下跑而不用等待其返回(
如果是同步的那线程就会阻塞在这个地方).这样我们
在2处的地方就可以自己做自己的事情而不用去管设备(这样
也就实现了时间上的重叠),直到我们需要等待3处资料
进来后再做进一步的处理的时候,我们才会用上
那句WaitFor等待设备..
这样的操作无疑提高了效率,使得程序和设备
的配合协调了不少,当然OVERLAPPED里面是自己
新开了线程来处理,这是毫无疑问的...
参考文献: Advanced Windows
Mlutithreading Applications in Wim32