四、I/O

九、什么是I/O：

　　9.1、在Windows程序中，基础的运行单位为线程，为每一个线程分配一个处理器，可以让系统执行多个操作，

　　9.2、当线程进行一个I/O操作时，会被挂起，从而影响性能，为了解决这类问题，Windows使用了一套非常好的机制I/O完成端口。

　　9.3、用于进行输入输出的操作都可以叫I/O，如：文件、USB、设备操作都统称为I/O操作、网络通信也是I/O。

　　9.4、和外部通信的都统称为I/O。

十、端口机制：

　　10.1、Windows是一个多任务（可以执行多个进程）多线程（在一个进程中可以执行多个线程）的操作系统。

　　10.2、进程指的是当前程序的单位，线程是执行工作的工人。

　　10.3、多核：每一个内核可以对应一个线程，每一个核心执行一个线程（并行处理）。

　　10.4、线程挂起：等待I/O操作完成。

　　10.5、为了解决线程挂起这个问题，Windows做了一套机制：I/O完成端口。

　　10.6、I/O完成端口：线程不再等待I/O操作完成，而直接返回又来执行线程，直到这个I/O完成了再来处理（这里整个是一个并行）。

　　10.7、总的来说I/O完成端口机制是为了在执行I/O操作的时候能够来进行其他的一些操作。

十一、文件内核对象：

　　11.1、I/O其实都是相对于设备而言的，除了内存之外的都可以称之为设备（因为内存是我们运行所有程序的载体）。

　　11.2、文件是一个设备，目录也是一个设备。

　　11.3、逻辑磁盘驱动器：可以将Windows上的原始磁盘空间配置为逻辑驱动器，逻辑驱动器在编程中常被用于格式化驱动器。

　　11.4、物理磁盘驱动器：常被用于获取分区表。

　　11.5、Windows中可以将物理磁盘分成多块的逻辑磁盘。

　　11.6、不管是逻辑磁盘也好，目录也好都是为了让用户好的来整理。

　　1.7、文件是二进制数据的集合。文件格式列表必须要了解、熟悉。

　　11.8、文件内核对象：类（实际是一个结构体），代表了文件的内存区域。

　　11.9、内核对象就是用来指代一个个的单位。

十二、设备类型：

　　12.1、串口（单通道）、并口（8通道）：属于两种不同的通信方式。

　　12.2、邮件槽：一对多，通过网络传输。

　　12.3、命名管道：一对一，通过网络传输。

　　12.4、匿名管道：一对一，本机传输。

　　12.5、套接字：报文或数据流传输，通过网络传输。

十三、R3和R0文件对象的交互：

　　13.1、R3（用户层）和R0（核心层）两个层是断开的。

　　13.2、以文件为列：打开一个文件：

　　13.3、首先调用对应的API，然后R3层发送请求，通过各种的检测到R0层中，然后R0层去取数据

　　13.4、R0取到数据后，会在R0中产生一个标识（文件对象，一个文件对象就代表了硬盘中的某一块内存空间）。

　　13.5、这个标识存在内存中，因为操作系统是存在内存当中。

　　13.6、然后R0层返回给R3层，然后API返回，而返回回来的这个东西，就是一个文件内核对象。

　　13.7、而R0和R3又是隔开的，两者不可能直接进行通讯的。

　　13.8、所以R0到R3之后只能得到一个文件内核对象的一个编号，这个编号反应在R3层中，而这个编号就是句柄。

　　13.9、这个句柄就对应了一个文件对象。

　　13.10、有了这些句柄之后，我们就可以通过句柄进行文件内核对象（一个内核对象代表的是某一个设备，某一个具体的事物）的操作。

　　13.11、所以句柄就是某一类事物的抽象。

　　13.12、内核对象并不希望被暴露出来，这是风险很大的事情。所以R3到R0层会经过各种的检测，这样保证安全。

　　13.13、就类似于银行的柜台一样，银行并不希望客户来直接自己操作取钱，而是通过身份，还用卡上余额等等的一些检测才能进行取钱。