第6章 Overlapped I/O, 在你身后变戏法 ---被激发的 File Handles -3
最简单的 overlapped I/O 类型,是使用它自己的文件 handle 作为同步机制。首先你以 FILE_FLAG_OVERLAPPED 告诉 Win32 说你不要使用默认的同步 I/O。然后,你设立一个 OVERLAPPED 结构,其中内含“I/O 请求”的所有必要参数,并以此识别这个“I/O 请求”,直到它完成为止。接下来,调用 ReadFile() 并以 OVERLAPPED 结构的地址作为最后一个参数。这时候,理论上,Win32 会在后台处理你的请求。你的程序可以放心地继续处理其他事情。
如果你需要等待 overlapped I/O 的执行结果, 作为WaitForMultipleObjects() 的一部分, 请在 handle 数组中加上这个文件handle。文件 handle 是一个核心对象,一旦操作完毕即被激发。当你完成操作之后,请调用 GetOverlappedResult() 以确定结果如何。
调用 GetOverlappedResult() , 你获得的结果和“ 调用 ReadFile() 或WriteFile() 而没有指定 overlapped I/O”所传回的东西一样。这个函数的价值在于,在文件操作真正完成之前,你不可能确实知道它是否成功。甚至在一个完美无瑕的环境下读一个已知的磁盘文件,也有可能发生硬件错误、服务器当掉,或任何未能预期的错误。因此,调用 GetOverlappedResult() 是很重要的。
GetOverlappedResult() 规格如下:
BOOL GetOverlappedResult(
HANDLE hFile,
LPOVERLAPPED lpOverlapped,
LPDWORD lpNumberOfBytesTransferred,
BOOL bWait
);
参数
hFile 文件或设备(device)的 handle。
lpOverlapped 一个指针,指向 OVERLAPPED 结构。
lpNumberOfBytesTransferred 一个指针,指向 DWORD,用以表示真正被传输的字节个数。
bWait 一个布尔值,用以表示是否要等待操作完成。TRUE 表示要等待。
返回值
如果 overlapped 操作成功,此函数传回 TRUE。失败则传回 FALSE。GetLastError() 可获得更详细的失败信息。如果 bWait 为 FALSE 而overlapped 还是没有完成,GetLastError() 会传回ERROR_IO_INCOMPLETE。
列表6-1 所显示的程序代码从文件 C:\WINDOWS\WINFILE.EXE 的第1500 位置处读入 300 个字节。这段代码放在书附盘片的 IOBYFILE 程序中。
列表6-1 引用自 IOBYFILE.C—overlapped I/O
with a signaled file handle
#0001 int ReadSomething()
#0002 {
#0003 BOOL rc;
#0004 HANDLE hFile;
#0005 DWORD numread;
#0006 OVERLAPPED overlap;
#0007 char buf[512];
#0008
#0009 // open the file for overlapped reads
#0010 hFile = CreateFile( "C:\\WINDOWS\\WINFILE.EXE",
#0011 GENERIC_READ,
#0012 FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE,
#0013 NULL,
#0014 OPEN_EXISTING,
#0015 FILE_FLAG_OVERLAPPED,
#0016 NULL
#0017 );
#0018 if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE)
#0019 return -1;
#0020
#0021 // Initialize the OVERLAPPED structure
#0022 memset(&overlap, 0, sizeof(overlap));
#0023 overlap.Offset = 1500;
#0024
#0025 // Request the data
#0026 rc = ReadFile(
#0027 hFile,
#0028 buf,
#0029 300,
#0030 &numread,
#0031 &overlap
#0032 );
#0033
#0034 if (rc)
#0035 {
#0036 // The data was read successfully
#0037 }
#0038 else
#0039 {
#0040 // Was the operation queued ?
#0041 if (GetLastError() == ERROR_IO_PENDING)
#0042 {
#0043 // We could do something else for awhile here...
#0044
#0045 WaitForSingleObject(hFile, INFINITE);
#0046 rc = GetOverlappedResult(
#0047 hFile,
#0048 &overlap,
#0049 &numread,
#0050 FALSE
#0051 );
#0052 }
#0053 else
#0054 {
#0055 // Something went wrong
#0056 }
#0057 }
#0058
#0059 CloseHandle(hFile);
#0060
#0061 return TRUE;
#0062 }
在这段程序代码中我们得特别注意几点。第一,虽然你要求一个overlapped 操作,但它并不一定就是 overlapped!如果数据已经被放进 cache中,或如果操作系统认为它可以很快速地取得那份数据,那么文件操作就会在ReadFile() 返回之前完成,而 ReadFile() 将传回 TRUE。这种情况下,文件handle 处于激发状态,而对文件的操作可被视为就像 overlapped 一样。
下一个需要注意的是,如果你要求一个文件操作为 overlapped,而操作系统把这个“操作请求”放到队列中等待执行,那么 ReadFile() 和 WriteFile()都会传回 FALSE 以示失败。这个行为并不是很直观, 你必须调用GetLastError() 并确定它传回 ERROR_IO_PENDING,那意味着“overlappedI/O 请求”被放进队列之中等待执行。GetLastError() 也可能传回其他的值,例如 ERROR_HANDLE_EOF,那就真正代表一个错误了。
请注意 overlapped I/O 如何解决“没有文件指针”这个问题。事实上OVERLAPPED 结构本身就包含了“这个操作应该从哪里开始”的信息。那当然是值得注意的东西,但是在列表6-1 中未显示出来。OVERLAPPED 结构有能力处理 64 位的偏移值,因此即使面对非常巨大的文件也不怕。
为了等待文件操作完成, 我把文件的 handle 交给WaitForSingleObject()。一旦 overlapped 操作完成,该文件 handle 就会成为激发状态。我所举的这个例子过于简单,真实世界里,可能会在程序的某个集中处,等待许多个 handles。
列表6-1 调用 WaitForSingleObject() 其实是多余的, 因为GetOverlappedResult() 就可以用来等待 overlapped 操作的完成。不过由于实际上你常常会以一个 Wait...() 函数去等待 overlapped 操作完成,所以我才做这样的示范。