理解重叠I/O模型

异步方式处理I/O的方法。

重叠I/O

同一线程内部向多个目标传输（或从多个目标接收）数据引起的I/O重叠现象。

需要调用的I/O函数立即返回，非阻塞异步。

重叠I/O的重点不在于I/O

Windows中重叠I/O的重点并非I/O本身，而是如何确认I/O完成时的状态。非阻塞模式的输入输出需要另外确认执行结果。

Windows平台下重叠I/O模型由非阻塞异步I/O函数和确认I/O完成状态的方法组成。

创建重叠I/O套接字

//重叠I/O的非阻塞模式的套接字
WSASocket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0, NULL, 0, WSA_FLAG_OVERLAPPED);

执行重叠I/O的WSASend函数

lpOverlapped传递NULL，WSASend函数中套接字将以阻塞方式工作。
WSASend函数同时向多个目标传输数据时，需要分别构建WSAOVERLAPPED结构体变量（操作系统会使用）。

WSASend补充

若输出缓冲为空，且传输数据不大，WSASend函数调用后可以立即完成数据传输。此时WSASend函数返回0，lpNumberOfBytesSent将保存实际传输数据大小。否则返回SOCKET_ERROR，并将WSA_IO_PENDING注册为错误代码（通过WSAGetLastError函数得到），通过如下函数获取实际传输的数据大小。

执行重叠I/O的WSARecv函数

重叠I/O的I/O完成确认

使用事件对象

• 完成I/O时，WSAOVERLAPPED引用的事件对象将变为signaled状态
• WSAGetOverlappedResult函数用于验证I/O的完成和完成结果。

OverlappedSend_win.c

OverlappedRecv_win.c

使用Completion Routine函数

注册CR(Completion Routine)：Pending的I/O完成时调用此函数。

Completion Routine函数的运作方式，I/O完成时调用注册过的函数进行事后处理。
为了避免CR函数调用破坏程序的正常执行流，操作系统预先定义规则：只有请求I/O的线程处于alertable wait状态时才能调用CR函数。

alertable wait状态是等待接收操作系统消息的线程状态。
调用下列函数进入alertable wait状态。

• WaitForSingleObjectEx
• WaitForMultipleObjectsEx
• WSAWaitForMultipleEvents
• SleepEx

WaitForSingleObjectEx、WaitForMultipleObjectsEx、SleepEx在WaitForSingleObject、WaitForMultipleObjects、Sleep上增加一个参数，若为TRUE，则相应线程进入alertable wait状态。

WSA为前缀的函数，最后一个参数设置为TRUE，则线程进入alertable wait状态。

启动I/O任务后，执行完紧急任务时可以调用上述任一函数验证I/O完成与否。此时操作系统知道线程进入alertable wait状态，若有已完成的I/O，调用相应CR函数。调用后，上述函数全部返回WAIT_IO_COMPLETION，并开始执行接下来的程序。

CmplRoutinesRecv_win.c

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