windows高级程序设计大作业

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1、目录一、什么是同步和异步I/O？2二、为什么有两种I/O模型？2三、如何进行可伸缩的I/O操作。2四、Windows的I/O模型。3五、Windows的几种异步I/O模型。35.1I/O的处理速度35.2Windows的四种异步I/O35.3重叠属性35.4完成例成的使用35.5事件的介绍与用法.35.6异步过程调用的介绍。35.7使用多线程的异步I/O。313《高级系统程序设计》课程考核大作业Windows操作系统中对I/O操作进行了非常好的设计，把文件和所有其他的输入输出设备的操作都统一由CreateFile等系列函数完成，论述I/O操作

2、的同步方式和异步方式各自的特点。异步方式主要由4种实现形式，从理论描述和实践编写程序2个方面分别论述这4种形式的异同，并掌握它们的运用方法，必须要给出程序的设计思考过程和关键程序代码。一、什么是同步和异步I/O？同步(Sync)和异步(Async)的概念来自电信领域。它们主要用来处理时钟——同步通讯需要一个外部时钟信号来调整发送/接收方的节拍，而在异步模型中，任何需要的时钟信息从编码过的通讯信号中恢复（解码）而得到。同步/异步引入到计算机中是一个不同的概念：“对于异步操作，I/O请求独立于I/O处理流程，而在同步模型中，I/O请求必须等到操作

3、确认完成。特殊的，“异步I/O在I/O处理过程中允许其他例程继续执行；在同步I/O中，操作的发起者必须等到硬件处理完I/O，返回操作的结果”。二、为什么有两种I/O模型？同步I/O模型很容易理解使用起来也简单，但是需要等待I/O操作执行，这样一来，性能将受到极大限制。例如： 客户在输入数据，到数据到达客户的这段时间，可以说服务器进程是一直在等待着的，甚至说如果客户不发（或者说没东西可以发），它也那对方没办法，进程一直卡着。于是我们就拿他没辙了。。。如果有多个套接字描述符，比如多个服务器进程，跟不同的客户进行交互，这种情况简直是不可想象的。  

4、  于是我们需要一种方法，来知道哪个套接字准备好了，我们就立即动手。select就是这个作用，这也就是所谓的I/O复用技术，更一般的方法，叫做轮询，也就是我们不停的去检测询问套接字准备好了没有，这样也可以，但是效率太低，极度耗费CPU资源。 以上两个都是阻塞模型，也就是说，该等的还是得等，虽然以上两种方法并不能让我们不等。异步I/O的基本动机是获得高性能。实际上，它基于两点前提假设：I/O操作是耗时的，在I/O进行中，有大量时间可以让CPU执行其他任务指令。当I/O操作返回的结果不可用时，有大量的指令可以执行。如果这两个前提不满足，即使使用高

5、效的异步I/O模型，程序性能也可能得不到提升。总的来说，同步I/O的意思应该是I/O操作期间，应用进程必须等待，直到该I/O完了。相反，异步 I/O 操作在后台运行， I/O 操作和应用程序可以同时运行，提高了系统性能。所以异步的特点是，当I/O完成以后，内核才通知应用程序。 三、如何进行可伸缩的I/O操作。可伸缩I/O模型的挑战是：在I/O操作发起后（可能使用同步或异步方式）可以执行什么代码？怎么检测I/O操作已经完成，以及完成以后可以做什么？可伸缩I/O操作可以使用同步或异步方式来实现。可伸缩同步I/O模型，在同步I/O模型中，对API的

6、调用只在请求操作完成时才返回。但是并不意味着这个调用会阻塞。例如，假设要从socket读取数据，在发起读请求之前socket缓冲区中已有数据，这时read()将会成功返回且不会阻塞。为了避免在I/O操作阻塞时CPU空转，可以继续执行和这个PendingI/O无关的其他任务，或者是在恰当的时间发起I/O请求来避免I/O阻塞（bruce注：这是I/O多路复用的关键）。也就是说：多任务处理(Multitasking)——在I/O请求发起13后，其他逻辑代码得到执行，同时，在I/O结束后，I/O操作后面的代码可以得到执行。I/O多路复用(I/OMul

7、tiplexing)——使用一个线程处理多个同步I/O设备句柄(devicehandles)。这个模型的关键是：仅在确定执行调用的线程不会被阻塞时才去调用I/O函数（因为即使没有发起任何类似connect()，read()的I/O操作，此时数据已经是就绪状态）。可以调用像select，poll，epoll这些同步类型的函数来检测多个设备句柄的状态，确认对它们进行I/O操作不会被阻塞。实际上，I/O多路复用提供了一种方式：使用一个同步调用来检测多个设备句柄的状态。它只会在一些句柄上有事件产生时才返回。这样就可以用一个线程处理多个同步I/O操作。

8、可伸缩异步I/O模型，在异步I/O模型中，发出请求后I/O调用会立即返回，后面的代码将继续执行。下面这些模型中区别只在于：怎么获取I/O完成通知。轮询(Pollin