第6章 Overlapped I/O， 在你身后变戏法 ---被激发的 Event 对象 -4

以文件 handle 作为激发机制，有一个明显的限制，那就是没办法说出到底是哪一个 overlapped 操作完成了。如果每个文件 handle 只有一个操作等待决定，上述问题其实并不成为问题。但是如我稍早所说，系统有可能同时接受数个操作，而它们都使用同一个文件 handle。于是很明显地，为每一个可能正在进行中的 overlapped 操作调用 GetOverlappedResult()，并不是很有效率的做法。毫不令人惊讶，Win32 提供了一个比较好的做法，用以解决这样的问题。

    OVERLAPPED 结构中的最后一个栏位，是一个 event handle。如果你使用文件 handle 作为激发对象，那么此栏位可为 NULL。当这个栏位被设定为一个 event 对象时，系统核心会在 overlapped 操作完成的时候，自动将此event 对象给激发起来。由于每一个 overlapped 操作都有它自己独一无二的OVERLAPPED 结构，所以每一个结构都有它自己独一无二的一个 event 对象，用以代表该操作。

    有一件事很重要：你所使用的 event 对象必须是手动重置（manual-reset）而非自动重置（auto-reset，详见第４章）。如果你使用自动重置，就可能产生出 race condition，因为系统核心有可能在你有机会等待该 event 对象之前，先激发它，而你知道，event 对象的激发状态是不能够保留的（这一点和semaphore 不同）。于是这个 event 状态将遗失，而你的 Wait...() 函数永不返回。但是一个手动重置的 event，一旦激发，就一直处于激发状态，直到你动手将它改变。
    
    使用 event 对象搭配 overlapped I/O，你就可以对同一个文件发出多个读取操作和多个写入操作，每一个操作有自己的 event 对象；然后再调用WaitForMultipleObjects() 来等待其中之一（或全部）完成。

    来自 IOBYEVNT 的相关函数代码显示于列表6-2。其中的函数能够将一个特定的请求（并指定文件偏移值和数据大小）记录起来等待执行。

        列表 6-2 节录自IOBYEVNT.C—overlapped I/O with signaled events
#0001 // Need to keep the events in their own array so we can wait on them.
#0002 HANDLE ghEvents[MAX_REQUESTS];
#0003 // Keep track of each individual I/O operation
#0004 OVERLAPPED gOverlapped[MAX_REQUESTS];
#0005 // Handle to the file of interest.
#0006 HANDLE ghFile;
#0007 // Need a place to put all this data
#0008 char gBuffers[MAX_REQUESTS][READ_SIZE];
#0009
#0010 int QueueRequest(int nIndex, DWORD dwLocation, DWORD dwAmount)
#0011 {
#0012         int i;
#0013         BOOL rc;
#0014         DWORD dwNumread;
#0015         DWORD err;
#0016
#0017         MTVERIFY(
#0018         ghEvents[nIndex] = CreateEvent(
#0019                         NULL, // No security
#0020                         TRUE, // Manual reset - extremely important!
#0021                         FALSE, // Initially set Event to non-signaled state
#0022                         NULL // No name
#0023                     )
#0024         );
#0025         gOverlapped[nIndex].hEvent = ghEvents[nIndex];
#0026         gOverlapped[nIndex].Offset = dwLocation;
#0027
#0028         for (i=0; i<MAX_TRY_COUNT; i++)
#0029         {
#0030             rc = ReadFile(
#0031                     ghFile,
#0032                     gBuffers[nIndex],
#0033                     dwAmount,
#0034                     &dwNumread,
#0035                     &gOverlapped[nIndex]
#0036                 );
#0037
#0038             // Handle success
#0039             if (rc)
#0040             {
#0041                 printf("Read #%d completed immediately.\n", nIndex);
#0042                 return TRUE;
#0043             }
#0044
#0045             err = GetLastError();
#0046
#0047             // Handle the error that isn't an error. rc is zero here.
#0048             if (err == ERROR_IO_PENDING)
#0049             {
#0050                 // asynchronous i/o is still in progress
#0051                 printf("Read #%d queued for overlapped I/O.\n", nIndex);
#0052                 return TRUE;
#0053             }    
#0054
#0055             // Handle recoverable error
#0056             if ( err == ERROR_INVALID_USER_BUFFER ||
#0057                     err == ERROR_NOT_ENOUGH_QUOTA ||
#0058                     err == ERROR_NOT_ENOUGH_MEMORY )
#0059             {    
#0060                 Sleep(50); // Wait around and try later
#0061                 continue;
#0062             }
#0063
#0064             // Give up on fatal error.
#0065             break;
#0066         }
#0067
#0068         printf("ReadFile failed.\n");
#0069         return -1;
#0070 }
    
    你应该注意，这段代码为每一个“overlapped I/O 请求”产生一个新的event 对象，其 handle 存放在 OVERLAPPED 结构之中，也存放在一个全局组中，以便给 WaitForMultipleObjects() 使用。
    
    再一次我要告诉你，你可能会看到“I/O 请求”立刻完成的情况。下面就是一个实际的执行结果。

IOBYEVNT 的输出结果：

    Read #0 queued for overlapped I/O.
    Read #1 completed immediately.
    Read #2 completed immediately.
    Read #3 completed immediately.
    Read #4 completed immediately.
    QUEUED!!
    Read #0 return 1. 512 bytes were read.
    Read #1 return 1. 512 bytes were read.
    Read #2 return 1. 512 bytes were read.
    Read #3 return 1. 512 bytes were read.
    Read #4 return 1. 512 bytes were read.
    
    本例之中，Windows NT 在第一个“读入请求”之后，做了一个预先读取的操作（译注：也就是第一次读入时，多读一些数据），因此后续的“读入请求”立刻完成并返回。
    
    你一定也看到了，ReadFile() 身处一个循环之中，由于操作系统的运作原理，你为 overlapped I/O 所指定的缓冲区必须在内存中锁定。如果系统（或同一个程序中）有太多缓冲区在同一时间被锁定，可能对效率是一个很大的伤害。因此，系统有时候必须为程序“降温”（降低速度啦）。但是当然不能把它们阻塞住（blocking），因为那又使得 overlapped I/O 失去意义。Win32 会传回一个像 ERROR_INVALID_USER_BUFFER 那样的错误信息，表示此刻没有足够的资源来处理这个“I/O 请求”。这种问题也会发生在 IOBYFILE 程序中，只不过，为了让程序代码清爽一些，我省略了对这些错误信息的处理。
    
    本章一开始我曾提出这样的问题：以 Remote Access Service（RAS）连接到一个服务器，原本 1/10 秒可以完成的数据搬移，现在需要两分钟。这时候我们就可以把这个操作记录起来，并做成 overlapped I/O，然后在主消息循环中使用 MsgWaitForMultipleObjects() 以便在取得数据后有所反应。